[发明专利]凸凹组合光栅板及其制造方法

说明书

技术领域；

本发明涉及光栅板或光栅镜及其用制造方法。

背景技术；

随着半导体集成电路、纳米光学和纳米磁学等科学领域的发展，1995年由美华人Stephen Y。chou采用纳米压印光刻技术第一次在PMMA薄膜上压出直径25纳米，节距120纳米的点阵列的微细构造，纳米压印光刻技术可以大批量重复制备纳米级的图形结构，并且所制作的图案具有很好的均匀性和重复性，并具有制作成本低和高生产效率的优点。目前已经可以达到小于10nm的水平，但进一步用纳米压印制造出低于10纳米的图案，在制造技术上出现了瓶径。

现有的光栅均是在同种材料制作，尚未检索到在不同光栅板上对相同材料或不同材料或采用多层材料进行凸凹镶嵌组合光栅制造的报道。

发明内容：

本发明的目的是：1、在现有纳米压印制造技术的基础上，通过第一光栅板压印阵列凸台，第二光栅板压印阵列凹槽，第一光栅板阵列凸台与第二光栅板阵列凹槽交错排列，提高光栅板光栅密度。2、在现有纳米压印制造技术的基础上，通过第一光栅板压印阵列凹槽，第二光栅板压印阵列凹槽，第一光栅板阵列凹槽与第二光栅板阵列凹槽相对排列，提高光栅板聚光功能，分光功能，散射功能。3、第一光栅板与第二光栅板采用相同材料制造或采用不同材料制造或采用多种材料组合制造，通过不同材料的不同特性，实现凸凹组合光栅板的多种功能。4、通过光栅板凸凹交错组合，使光直线传播改变为多次反射或折射传播，延长光传播路程，压缩光束截面，获得更高的光功率密度和电场强度。5、通过对阵列凸台端面如：平面，凸面，凹面，锯齿面与阵列凹槽端面如：平面，凸面，凹面，锯齿面组合，提高光栅板光栅密度，在阵列凸台端面或阵列凹槽端面实现多点平镜或凸镜或凹镜或三角棱镜的功能。6、光栅板由硅片或玻璃片与聚合物涂层组合制造，硅片或玻璃片具有耐高温、强度高、不变形优点，聚合物涂层具有流动性好，易于压印成型和固化优点。7、光栅板由高分子树脂制造，阵列凸台或阵列凹槽用凹凸图像模具模压制造，具有成本低，工艺简单，生产速度快优点。8、第一光栅板或第二光栅板光栅板阵列凸台或阵列凹槽表面镀金属反射膜或镀金属氧化物反射膜或镀纳半导体材料膜或镀纳米金属颗粒反射膜或纳米金属氧化物颗粒反射膜或纳米半导体材料颗粒膜，使光栅板表面产生等离子体共振。9、第一光栅板阵列阵列凸台与第二光栅板阵列凹槽间填充增益介质，增强局域电磁场强度。

本发明提出的凸凹组合光栅板包括：第一光栅板，第二光栅板，胶，第一光栅板一侧设阵列凸台，第二光栅板一侧设阵列凹槽，第一光栅板阵列凸台与第二光栅板阵列凹槽交错排列，第一光栅板阵列凸台插入第二光栅板阵列凹槽内，第一光栅板与第二光栅板用胶粘接在一起。

本发明提出的另一种凸凹组合光栅板包括：第一光栅板，第二光栅板，胶，第一光栅板一侧设阵列凹槽，第二光栅板一侧设阵列凹槽，第一光栅板阵列凹槽与第二光栅板阵列凹槽相对排列，第一光栅板与第二光栅板用胶粘接在一起。

第一光栅板与第二光栅板采用相同材料制造或采用不同材料制造或采用多种材料组合制造或光栅板与阵列凸台采用相同材料制造或光栅板与阵列凸台采用不同材料制造。

光栅板包括：光栅无机玻璃板，光栅高分子板，表面镀膜光栅板。

光栅高分子板材料包括：透明有机玻璃(PMMA)，芳香族聚酯碳酸脂共聚物(AEC)，透明聚氨脂(PU)，哥伦比亚树脂(CR-39)，聚碳酸酯(PC)，聚丙(PP)。

表面镀膜光栅板包括：光栅板阵列凸台或阵列凹槽表面镀金属反射膜或镀金属氧化物反射膜或镀纳半导体材料膜或镀纳米金属颗粒反射膜或纳米金属氧化物颗粒反射膜或纳米半导体材料颗粒膜。

光栅板与阵列凸台采用不同材料制造包括：1、光栅底板采用无机玻璃制造，阵列凸台采用光栅高分子材料制造，其优点是：阵列凸台采用光栅高分子材料易低温成型和防止无机玻璃光栅底板破裂的功能。2、光栅底板采用无机玻璃制造，阵列凸台采用金属或金属氧化物或半导体材料制造，其优点是：金属或金属氧化物或半导体材料与入射光发生表面等离子体共振，在特定部位发生强烈的电荷集聚和振荡，在颗粒的近场区域产生强烈的电磁场。

为增强局域电磁场强度，第一光栅板阵列阵列凸台与第二光栅板阵列凹槽间填充增益介质，增益介质包括：现激光发射装置使用的增益介质。

阵列凸台和阵列凹槽包括：矩形阵列，条形阵列，三角形阵列，梯形阵列，阶梯型阵列，六角形阵列，圆环阵列，梯形圆环阵列，弧阵列，圆锥阵列，点阵列，侧立面锯齿型阵列，侧立面梯形阵列，侧立面正弦曲线阵列及其组合。