电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法，包括以下步骤：诱导模板和基材的制备：在基底上形成带有周期性栅状凸起结构的诱导模板与带有周期性栅状凸起结构的基材；基材的处理：首先处理基材表面，然后制得一层聚合物薄膜层，接着制成过渡材料层，最后加热基材，最后制得液态金属层；诱导模板和基材相对位置的调整；电场诱导可调制液态光栅的成型：加热基材，外加直流电源，在经过一系列的调制过程后，降温，液态光栅结构得以定型，最后移除诱导模板。本发明专利技术所制造的液态光栅：能够根据需要实时调控光栅的参数，且调制范围大；液态光栅因流动成形的完美超光滑表面避免了由于表面粗糙度造成的色散误差，能够有效提高光栅的衍射效率。

Method for producing tunable liquid grating by electric field induction molding

The invention discloses a manufacturing method of electric field induced modulation of the grating forming liquid, which comprises the following steps: template and substrate induced preparation: formation induced by periodic grating template with convex structure with a periodic grating convex structure substrate on the substrate; the substrate surface treatment of substrate processing: first, then prepare a layer of polymer film layer, and then made the transition material layer, finally heating substrate, finally preparing liquid metal layer; induced by the relative position of the template and substrate can be adjusted; the electric field induced modulation of the grating forming liquid heating substrate, an external DC power supply, through the modulation process after a series of cooling liquid, grating structure to finalize the design, finally removed by template. The liquid grating produced by this invention: according to the need of real-time control parameters of the grating, and large modulation range; liquid flow forming of ultra smooth grating for the perfect surface to avoid the error caused by the dispersion of surface roughness, can effectively improve the diffraction efficiency of the grating.

【技术实现步骤摘要】
电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法
本专利技术涉及微纳制造
，特别是涉及一种电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法。
技术介绍
光栅即衍射光栅，是利用衍射原理使光发生色散的光学元件，作为光学系统的核心部件被广泛应用于光谱仪器、精密计量、光通信、显示技术、激光调谐技术等领域传统的衍射光栅是通过机械刻划、全息光刻、干法刻蚀等微制造工艺，在金属、金属介质膜及石英等硬质衬底材料上制作，一旦完成制造，由于材料的限制，其线纹结构参数无法随工程应用的实际需要而改变，实现光栅的物理特性修正，极大的限制了光栅的应用。因此，线纹结构能够按使用需求进行控制的可调制光栅的研制，一直是学界与产业界的追求目标，对于提高光栅的光学性能品质、扩展光栅应用具有显著的科学意义和实用价值。新加坡南洋理工大学的A.Q.Liu利用微流控技术将两种不混溶的不同折射率液体，形成周期性的液体分布，实现了用于光通讯的可调制长周期光栅(Long-periodgrating-LPG)，尽管栅距较大(几百微米量级)，也开拓了将液态材料应用于可调制光栅的新思路。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种电场诱导成型可调制液态光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）诱导模板和基材的制备：在基底上形成带有第一周期性栅状凸起结构的诱导模板与带有第二周期性栅状凸起结构的基材；（2）基材的处理：首先用低温等离子体技术处理基材表面，使其有利于粘结和涂覆，然后在基底上涂布一层热塑性聚合物薄膜，形成聚合物薄膜层，接着将具有高延展性的一层石墨烯转移到聚合物薄膜层上，形成过渡材料层，最后加热基材，在石墨烯过渡材料层上涂布一层液态金属，形成液态金属层，热塑性聚合物的玻璃态温度高于液态金属的熔点；（3）诱导模板和基材相对位置的调整：外加位置调整装置，使诱导模板和基材保持相对平行并有一定间隙，根据光栅栅齿...

【技术特征摘要】
1.一种电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）诱导模板和基材的制备：在基底上形成带有第一周期性栅状凸起结构的诱导模板与带有第二周期性栅状凸起结构的基材；（2）基材的处理：首先用低温等离子体技术处理基材表面，使其有利于粘结和涂覆，然后在基底上涂布一层热塑性聚合物薄膜，形成聚合物薄膜层，接着将具有高延展性的一层石墨烯转移到聚合物薄膜层上，形成过渡材料层，最后加热基材，在石墨烯过渡材料层上涂布一层液态金属，形成液态金属层，热塑性聚合物的玻璃态温度高于液态金属的熔点；（3）诱导模板和基材相对位置的调整：外加位置调整装置，使诱导模板和基材保持相对平行并有一定间隙，根据光栅栅齿的形貌要求调整诱导模板和基材的相对位置；（4）电场诱导可调制液态光栅的成型：加热基材，使热塑性聚合物处于液态，外加直流电源，在经过调制过程后，降温至热塑性聚合物玻璃态温度以下，保持在液态金属的熔点以上，液态光栅结构得以定型，最后移除诱导模板。2.根据权利要求1所述的电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法，其特征在于，步骤（1）中的基底为低热膨胀硬质材料基底或零膨胀硬质材料基底；采用光刻或纳米压印的方法形成带有第一周期性栅状凸起结构的诱导模板与带有第二周期性栅状凸起结构的基材。3.根据权利要求1所述的电场诱导成型可调制液态光栅的制造方法，其特征在于，步骤（1）中的第一周期性栅状凸起结构与第二周期性栅状凸起结构相同，凸起结构都具有导电性，且凸起结构分别与选址开关相连，第一周期性栅状凸起结构与第二周期性栅状凸起结构的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：史永胜，刘红忠，尹磊，陈邦道，
申请(专利权)人：常州瑞丰特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32