【摘要】：在紅外成像系統(tǒng)中加入衍射光學元件,不但可以達到減小系統(tǒng)體積和重量的目的,而且還可使系統(tǒng)具有獨特的消色散和消熱差功能。目前,紅外衍射光學元件主要采用單點金剛石車削技術進行加工,國內此類元件還未實現批量化生產和大規(guī)模應用。因此研究新的技術工藝進行紅外衍射元件的批量化制造顯得尤為重要。據此,本論文提出了模壓法制造衍射光學元件技術。論文研究的模壓法制造紅外衍射光學元件的主要工藝流程為：在勻熱的真空環(huán)境中,首先使用硬質模具對受熱軟化的紅外玻璃加壓,并在保持合適時長后撤去壓力,最終經過設定的退火降溫程序后得到衍射紅外光學元件。模壓紅外玻璃使用的硬質模具為單點金剛石車削得到的Si模具。此外論文還研究了,使用此Si模具作為母版,采用微模壓技術,將母版的衍射微結構轉移到SiC基底的環(huán)氧樹脂抗刻蝕層上,然后通過ICP刻蝕,將衍射微結構轉移至基底上制作出硬度更高、壽命更長的SiC模具。在SiC模具制造部分,論文研究分析了聚合物抗蝕層微結構的模壓成型和ICP刻蝕轉移微結構的工藝參數。在聚合物抗蝕層微結構的模壓成型部分,論文研究分析了熱壓法、軟模壓法以及不同的聚合物材料對微結構模壓成型結果的影響。實驗表明：在室溫下,使用PDMS軟模具對環(huán)氧樹脂抗蝕層進行軟模壓,經過24小時固化后,微結構完整,輪廓尺寸符合要求,誤差保持在0.03%以下,表面粗糙度6-8nm。在ICP刻蝕轉移微結構部分重點研究了不同的工藝參數對刻蝕比和刻蝕速率的影響。實驗表明：在SF6流量為60sccm、O2流量2sccm、ICP功率1000w、偏置功率40w、溫度30℃、反應壓強30mTorr的參數下,SiC刻蝕速率為118.67nm/min。環(huán)氧膠刻蝕速率為329.90nm/min。SiC和雙酚A主份的環(huán)氧樹脂的刻蝕比為1：2.78。此刻蝕速率和刻蝕比適于對微結構的刻蝕轉移。在硫系紅外玻璃模壓部分,論文研究分析了不同的模壓溫度和加熱方式對模壓結果的影響。實驗最終確定模壓參數,模壓部分分為升溫過程和降溫過程。升溫過程為：首先由室溫經過40min升溫至200℃并保溫20min,然后經過40min升溫至350℃保持20mmin,最終再經40min升溫到至430℃后加壓9.6kg并保持30min。降溫過程為：首先隨爐冷卻至350℃保持2小時以消除應力,再經過6小時后爐溫由350℃降至110℃,此時開爐取出樣片。實驗結果良好：紅外玻璃填充完全,微結構完整,經接觸式測量儀測量所得衍射微結構尺寸符合要求,誤差在0.03%以下,粗糙度在8-10nm。
【圖文】：

行刻蝕去除�？涛g時將樣片放在Ｌｏａｄ－ｌｏｃｋ里的Ａｒｍ上，運行程序，，達到設置的真空度后，逡逑Ｇａｔｅ打開Ａｒｍ自動將樣片傳送至Ｃｈａｍｂｅｒ開始刻蝕�？涛g程序結束后，傳送ＡＲＭ自動逡逑將樣片由ｃｈａｍｂｅｒ取回至Ｌｏａｄ－ｌｏｃｋ�？涛g反應腔體圖如下圖２．邋１所示口２］：逡逑Ｉ逡逑＿邐邐邐邐邐邐邐邐邋Ｉ邋ＲＦ逡逑Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ邋＜邋Ｈ邋看．■邐Ｈ邐邋Ｉ逡逑ｃ。。ｇ邐－逡逑Ｌｏａｄ－Ｌｏｃｋ邐｜邐姦、逡逑．邐Ｃｈａn錚忮騫儒澹蟈義希粒潁礤危櫻幔恚穡歟邋危櫻幔恚穡歟邋義希校椋恚皰澹牽幔簦邋危澹遙皰澹澹校眨停繡義賢跡玻卞澹桑茫校保福翱淌椿從κ沂疽饌煎義希保卞義

本文編號：2535323