一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法技术

本发明专利技术提供一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，包括以下步骤：计算所需要的条纹分布和相位分布；将条纹分布和相位分布转化为模板深度分布和曝光量分布；根据模板深度分布和曝光量分布，在光致抗蚀剂基片制作光刻胶掩膜；将光刻胶掩膜复制到金属铬上形成表面微结构，得到铬模板；将铬模板上的表面微结构复制到衍射光学基片上，制得全息瞄准镜衍射光学元件。采用计算机算法获得所需的衍射图案，不会受到实际光学元件制造误差、瑕疵、环境杂散光以及光学系统调节误差的影响；采用电子束扫描或紫外扫描曝光制作光刻胶模板，通过电铸成形方法制作铬模板，不需要复杂的全息曝光光路，对光学系统的调节要求降低，环境因素的影响也大大降低。

A method for making the diffractive optical element of holographic sight

The invention provides a manufacture method of holographic sight diffractive optical element, which comprises the following steps: fringe distribution and phase distribution of the required; the fringe distribution and phase distribution into the template depth distribution and exposure distribution; according to the template depth distribution and exposure distribution in photoresist substrate fabrication lithography the adhesive mask; the photoresist mask is copied to the formation of the surface microstructure of metallic chromium, chromium template; surface chromium template on the micro structure is copied to the diffractive optical substrate, preparation of holographic sight diffractive optical element. To obtain diffraction patterns required by computer algorithms, are not affected by the actual optical element manufacturing errors and defects, the environmental stray light and optical system adjustment error; exposure making photoresist template by electron beam scanning or UV scanning, as template by chromium electroforming method, does not require complicated holographic exposure to light path. Adjust the optical system to reduce the impact of environmental factors, but also greatly reduce.

【技术实现步骤摘要】
一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法
本专利技术涉及瞄准镜
，尤其涉及一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法。
技术介绍
光学瞄准镜经历了传统光学瞄准镜、白光瞄准镜、红点瞄准镜、全息瞄准镜等几个阶段。全息瞄准镜利用光的衍射原理提供一个准直的分划图像，中心瞄准点来自无穷远的平行光，能保证瞄准基线笔直稳定。此外，它还具有透过率高、视场大、允许双目睁开操作、瞄准点精确、分划图案明亮等一系列优点。目前，全息瞄准镜中的衍射光学元件普遍采用双光束干涉光路进行全息曝光、然后经过一系列的显影定影漂白等工艺处理来制作。这样制作出来的全息元件很容易受到曝光条件以及工艺处理条件的影响，导致各批次产品之间性能不一致、质量不稳定等问题。而且，曝光光路的调整误差、曝光过程中的杂散光、曝光过程中的振动干扰、显影定影漂白过程的工艺误差都容易给最后的元件成品带来瑕疵，比如离焦、鬼像、散斑、低效率等。因此，现有的制作方法对制作条件、制作环境和工艺参数控制提出了很高的要求。中国CN204807925U号专利“全息叉丝图光路制作装置”，提出了利用双光束干涉全息曝光的方法制作全息叉丝图，这也是目前绝大多数全息瞄准镜衍射元件的制作方法。这种方法，激光器发出的光被分成两路，一路经过显微镜、针孔、扩束准直镜进行准直变成平行光，另一路经过扩束后打在贴有叉丝狭缝图案的毛玻璃屏上，毛玻璃屏放置在一个傅里叶变换透镜的焦距上，该傅里叶变换透镜对叉丝图案进行变换并输出。上述平行光和傅里叶变换光在全息感光片上重合，并产生干涉，感光片将干涉图案记录下来。经过后续显影定影漂白处理后，即可得到所需的全息叉丝图像衍射光学元件，可用于瞄准镜。采用上述方法制作的瞄准镜衍射光学元件质量容易受到全息曝光光路、环境因素以及后续工艺处理过程等各方面的影响，容易出现性能不一致的问题，难以保证质量的稳定性，对生产条件要求很高。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种质量稳定的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法。本专利技术提供一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，包括以下步骤：S1、计算衍射光学元件上所需要的条纹分布和相位分布；S2、将所述条纹分布和所述相位分布转化为模板深度分布和曝光量分布；S3、根据所述模板深度分布和所述曝光量分布，通过扫描曝光法在光致抗蚀剂基片制作浮雕三维机构，得到光刻胶掩膜；S4、通过电铸成型法将所述光刻胶掩膜复制到金属铬上形成表面微结构，得到铬模板；S5、将所述铬模板上的表面微结构复制到衍射光学基片上，制得全息瞄准镜衍射光学元件。更进一步的，所述S1包括：确定衍射元件的工作参数，根据所述工作参数、光学干涉原理以及傅里叶光学变换原理，计算所述条纹分布和所述相位分布。更进一步的，所述工作参数包括工作波长、参考入射光角度以及全息再现光的位置。更进一步的，所述S2和S3包括：采用光致抗蚀剂基片，根据所述曝光量分布进行扫描曝光法，在所述光致抗蚀剂基片的表面形成浮雕三维微结构，得到所述光刻胶掩膜。更进一步的，所述扫描曝光法为电子束扫描曝光或者紫外线扫描曝光。更进一步的，所述S3包括：通过光刻胶涂布、扫描曝光、显影、烘干，得到所述光刻胶掩膜。更进一步的，所述衍射光学基片包括玻璃基片和涂覆于所述玻璃基片上的聚脂薄膜层，所述表面微结构位于所述聚脂薄膜层上。本专利技术的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，采用计算机算法获得所需的衍射图案，不会受到实际光学元件制造误差、瑕疵、环境杂散光以及光学系统调节误差的影响；采用电子束扫描或紫外扫描曝光制作光刻胶模板，通过电铸成形方法制作铬模板，不需要复杂的全息曝光光路，对光学系统的调节要求降低，环境因素的影响也大大降低；采用模压复制方法制作瞄准镜衍射光学元件，极大提高了元件的工艺稳定性，提高了瞄准镜衍射元件的性能一致性，提高了瞄准镜衍射光学元件的生产效率。附图说明图1为本专利技术的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法的流程图；图2为本专利技术实施例二的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法的理想光路的示意图；图3为本专利技术的实施例二的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法的计算过程图；图4为本专利技术的实施例二的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法的铬模板制作过程的示意图；图5为本专利技术的实施例二的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法的全息瞄准镜衍射光学元件复制示意图；图中标记为：基片1，光刻胶11，铝膜12，铬模板13，PET膜14，瞄准叉丝图像21，傅里叶变换透镜22，全息瞄准片23，平行光束24。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例一：如图1所示，本专利技术提供一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，包括以下步骤：S1、计算衍射光学元件上所需要的条纹分布和相位分布；包括：确定衍射元件的工作参数，根据所述工作参数、光学干涉原理以及傅里叶光学变换原理，计算所述条纹分布和所述相位分布；所述工作参数包括工作波长、参考入射光角度以及全息再现光的位置；S2、将所述条纹分布和所述相位分布转化为模板深度分布和曝光量分布；S3、根据所述模板深度分布和所述曝光量分布，通过扫描曝光法在光致抗蚀剂基片制作浮雕三维机构，得到光刻胶掩膜；通过光刻胶涂布、扫描曝光、显影、烘干，得到所述光刻胶掩膜；所述扫描曝光法为电子束扫描曝光或者紫外线扫描曝光；具体的，S2和S3包括：采用光致抗蚀剂基片，根据所述曝光量分布进行扫描曝光法，在所述光致抗蚀剂基片的表面形成浮雕三维微结构，得到所述光刻胶掩膜；S4、通过电铸成型法将所述光刻胶掩膜复制到金属铬上形成表面微结构，得到铬模板；S5、将所述铬模板上的表面微结构复制到衍射光学基片上，制得全息瞄准镜衍射光学元件。具体的，所述衍射光学基片包括玻璃基片和涂覆于所述玻璃基片上的聚脂薄膜层，所述表面微结构位于所述聚脂薄膜层上。实施例二：S1、计算全息瞄准镜片上的条纹分布和相位。按照图2所示的理想光路，瞄准叉丝图像21位于傅里叶变换透镜22的焦平面上，焦距为f，叉丝图像经透镜后的光场分布可以用下式表示：平行光束24与透镜22的光轴夹角为θ(θ角一般在45-60度范围)，它可表示为：R(x，y)＝R0exp(jkxsinθ)两个光场在全息瞄准片23上产生干涉，形成干涉条纹分布和相位分布，可以表示为：根据上述所得的相位分布，结合PET膜材的折射率，可以计算出要达成以上相位分布PET各点需要凹下的深度，也即是模压复制时模具的槽型深度分布。根据电子束扫描或紫外扫描曝光的曝光量与槽型深度之间的关系模型，将上述模板槽型深度分布转换为电子束扫描或紫外扫描曝光量的分布，计算过程如图3所示。图4为扫描曝光制作光刻胶掩膜板和铬模板的示意图，首先准备大小合适的基片1，可以是玻璃基片，然后在基片1上涂布一层厚度均匀的光刻胶11，即光致抗蚀剂，放在扫描曝光机器上，利用电子束或紫外扫描曝光机，按照上述计算好的曝光量分布，对基片1涂布光刻胶11的表面进行二维扫描曝光，如图4(c)所示。扫描曝光后，对基片1进行显影、烘干处理，去掉未曝光的部分，得到光刻胶掩膜，如图4(d)所示，然后先在基片1上镀一层铝膜12，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算衍射光学元件上所需要的条纹分布和相位分布；S2、将所述条纹分布和所述相位分布转化为模板深度分布和曝光量分布；S3、根据所述模板深度分布和所述曝光量分布，通过扫描曝光法在光致抗蚀剂基片制作浮雕三维机构，得到光刻胶掩膜；S4、通过电铸成型法将所述光刻胶掩膜复制到金属铬上形成表面微结构，得到铬模板；S5、将所述铬模板上的表面微结构复制到衍射光学基片上，制得全息瞄准镜衍射光学元件。

【技术特征摘要】
1.一种全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算衍射光学元件上所需要的条纹分布和相位分布；S2、将所述条纹分布和所述相位分布转化为模板深度分布和曝光量分布；S3、根据所述模板深度分布和所述曝光量分布，通过扫描曝光法在光致抗蚀剂基片制作浮雕三维机构，得到光刻胶掩膜；S4、通过电铸成型法将所述光刻胶掩膜复制到金属铬上形成表面微结构，得到铬模板；S5、将所述铬模板上的表面微结构复制到衍射光学基片上，制得全息瞄准镜衍射光学元件。2.如权利要求1所述的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，其特征在于，所述S1包括：确定衍射元件的工作参数，根据所述工作参数、光学干涉原理以及傅里叶光学变换原理，计算所述条纹分布和所述相位分布。3.如权利要求2所述的全息瞄准镜衍射光学元件的制作方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志坚，鄢红日，
申请(专利权)人：盖伯精工苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32