[发明专利]一种变台阶衍射元件及其制备方法

摘要

本发明提供了一种变台阶衍射元件及其制备方法，所述制备方法根据不同区域的环带宽度尺寸，规划其台阶数目，从而解决加工设备加工能力极限与衍射元件衍射效率之间的矛盾。对于衍射元件的中心区域，相较于外围区域设计更高台阶数目，由于台阶数目的增加，提高了该区域的衍射效率，从而提高整个衍射元件的衍射效率。同时，利用激光直写机分批次对衍射元件的不同级的台阶区域进行曝光，以及利用离子束刻蚀设备对基片进行离子束刻蚀加工，从而在不损失加工精度的前提下，实现具有更高衍射效率的衍射元件的设计及制作。

主权项

1.一种变台阶衍射元件的制备方法，其特征在于，所述变台阶衍射元件包括多个同心环带，方法包括以下步骤：1)根据加工精度尺寸W、衍射元件的设计波长λ、焦距f以及F数F^#，确定不同台阶数目的加工区域σ_L，计算公式如下：其中，加工精度尺寸W与环带宽度Δr_n满足条件：Δr_n＝r_n‑r_n‑1；r_n为第n个环带半径值，r_o为最外环环带半径值，L为台阶数目；2)计算不同加工区域的各级台阶深度d，计算公式如下：其中，n(λ)为基底材料在衍射元件设计波长λ处的折射率值；3)在基片表面涂覆光刻胶，将带有光刻胶的基片放置在激光直写加工平台中心；4)控制激光直写加工平台对步骤1)确定的加工区域进行曝光，并将完成曝光后的基片放入显影液静置N秒，而后清洗基片并烘干；5)保留基片上的光刻胶作为抗蚀剂，对基片进行离子束刻蚀加工，将刻蚀加工后的台阶结构从光刻胶转移到基底材料上；6)重复步骤3)至5)，直至各级台阶均加工完成；7)清洗基片，得到具有多级台阶的衍射元件。