相位型全息分划板的复制技术研究

发布时间：2023-04-11 21:08

　　相位型全息分划板是在现有全息分划板的基础上,结合快速发展的微纳光学理论及微电子工艺技术提出的一种具有表面浮雕结构的新型分划板,除了重量轻、精度高、隐蔽性好的优点外,衍射效率高、性能稳定、可复制加工,具有很好的应用前景。本文针对相位型全息分划板的复制加工,对模具微结构的设计、加工开展了理论和实验研究,并在此基础上进行了复制实验。主要研究内容和研究结果如下:首先,阐述了相位型全息分划板的设计原理,并对全息分划板的相位结构进行了设计,确定了微结构的最小特征尺寸为32.9μm,童点实现了台阶数目分别为2、4、8、16、32的相位型全息分划板的模拟仿真,获得了不同台阶数下的分划板元件表面浮雕微结构轮廓分布以及台阶高度数据,并对仿真再现像的质量进行了对比分析。研究结果表明,随着台阶数的增加,再现像的质量会越来越好,但当台阶数到达一定数量后,再现像的质量基本稳定。其次,设计了4台阶相位型全息分划板模具的表面浮雕结构,获得了模具微结构的加工数据。根据现有设备情况,采用单点金刚石快刀伺服加工技术制作了4台阶全息分划板相位结构的复制模具,并利用白光干涉仪对模具的表面微观结构进行测量,测量结果表明微结构表面...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 复制技术国内外研究状况
        1.2.2 光学元件模具制备国内外研究状况
    1.3 主要研究内容
    1.4 论文的组织结构
2 相位型全息分划板制作与复制技术理论研究
    2.1 相位型全息分划板的制作原理
        2.1.1 基于光学全息的设计原理
        2.1.2 基于计算全息的设计原理
        2.1.3 再现像的分离条件
        2.1.4 相位与刻蚀高度的关系
    2.2 微光学元件复制技术理论
        2.2.1 复制技术原理
        2.2.2 复制技术分类
    2.3 本章小结
3 相位型全息分划板模具结构参数设计及制作
    3.1 模具微结构参数设计
        3.1.1 相位型分划板模具的特征尺寸设计
        3.1.2 模具相位结构的计算
        3.1.3 相位量化处理
        3.1.4 取反方法
    3.2 MATLAB仿真模拟
    3.3 模具制作
        3.3.1 单点金刚石平面快刀伺服加工方法
        3.3.2 模具材料的选取
        3.3.3 模具样品的加工
    3.4 本章小结
4 新型复制工艺研究及仿真分析
    4.1 改进的紫外光固化纳米压印工艺研究
    4.2 紫外光固化纳米压印填充脱模的影响因素分析
        4.2.1 填充过程的理论分析
        4.2.2 脱模过程的理论分析
    4.3 填充与脱模过程的仿真模拟
        4.3.1 ANSYS建立填充理论模型并仿真分析
        4.3.2 ANSYS建立脱模理论模型仿真分析
    4.4 本章小结
5 复制实验
    5.1 复制材料的选取
        5.1.1 基底材料的选取
        5.1.2 新型紫外光固化聚合物的制备
        5.1.3 紫外光固化物材料的光学性能分析
    5.2 复制样品的制备
    5.3 复制样品的验证
    5.4 相位型全息分划板样品的误差分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 本论文的创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3789752