1.利用變角度曝光制備復(fù)合周期的多級(jí)結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,具體步驟如下:
(1)、激光光路搭建與調(diào)試;
首先,依據(jù)半反半透鏡結(jié)合反射鏡的分光方式搭建雙光束干涉光路,使激光歷經(jīng)“擴(kuò)束-等光程分束-聚焦干涉”的光路,并確保沿光路激光經(jīng)過每個(gè)鏡子的中心位置;然后,對(duì)光路進(jìn)行調(diào)試,依次調(diào)節(jié)半反半透鏡和反射鏡的高度和與水平、豎直兩個(gè)方向的夾角,直至分束后的兩束光同時(shí)處于水平面內(nèi),且沿光屏法線左右對(duì)稱入射至光屏,即令兩束光入射角完全相等;
(2)、光刻膠準(zhǔn)備;
首先,將襯底依次置于丙酮、乙醇和去離子水中進(jìn)行超聲清洗,所用時(shí)間為10-30min,并用氮?dú)獯蹈纱?;然后,將光刻膠旋涂至襯底,所用轉(zhuǎn)速為1000-5000r/min,所用勻膠時(shí)間為10-20s,所得光刻膠平膜厚度為10-50μm;最后,將光刻膠平膜置于烘箱中進(jìn)行前烘,所用溫度為95-120℃,所用時(shí)間為30-120s;
(3)、變角度曝光制備多級(jí)結(jié)構(gòu);包括決定曝光角和按結(jié)構(gòu)級(jí)別依次曝光;
首先,依據(jù)所需多級(jí)結(jié)構(gòu)的第1級(jí)周期Λ1和半反半透鏡與光屏之間的距離Y,決定雙光束干涉加工的曝光角2θ1和對(duì)應(yīng)的兩個(gè)反光鏡M1和M2的位置坐標(biāo)X1和X2,其中,以半反半透鏡中心為原點(diǎn),并將兩反光鏡移動(dòng)至相應(yīng)位置;然后,用磁鐵塊將步驟(2)準(zhǔn)備的光刻膠平膜固定在光屏中央,并調(diào)節(jié)光屏前后位置使兩束光聚焦在光刻膠平膜上表面,且兩束光光點(diǎn)會(huì)聚在平膜樣品中心位置;隨后,調(diào)節(jié)光闌使兩束重疊的光斑擴(kuò)至最大,并將激光鎖模,對(duì)樣品進(jìn)行曝光;接著,依據(jù)具體的結(jié)構(gòu)將樣品在光屏上轉(zhuǎn)過一個(gè)角度φ,同時(shí)按照所需多級(jí)結(jié)構(gòu)的第2至第N級(jí)周期(Λ2-ΛN)分別決定對(duì)應(yīng)的曝光角和二反光鏡位置坐標(biāo),其中,N為整數(shù),2≤N≤3,并作相應(yīng)調(diào)節(jié),依次對(duì)樣品完成每級(jí)結(jié)構(gòu)的曝光;最后,將曝光完畢的光刻膠平膜置于光刻膠專用顯影液中進(jìn)行顯影,所用顯影時(shí)間為2s-5min,最終獲得所需具有復(fù)合周期的多級(jí)結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的利用變角度曝光制備復(fù)合周期的多級(jí)結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,步驟(1)所述雙光束干涉光路的光源為連續(xù)激光或脈沖激光,波長范圍為紫外波段的266-355nm。
3.如權(quán)利要求1所述的利用變角度曝光制備復(fù)合周期的多級(jí)結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,步驟(2)所述的襯底為蓋玻片或硅片,所用光刻膠為BP212或SU-8紫外光刻膠。
4.如權(quán)利要求1所述的利用變角度曝光制備復(fù)合周期的多級(jí)結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,步驟(3)所述變角度曝光是指按照多級(jí)結(jié)構(gòu)依次改變兩束光會(huì)聚在光屏上所夾的曝光角2θ并進(jìn)行曝光,曝光角范圍為2-80°;所用曝光角數(shù)值由多級(jí)結(jié)構(gòu)中的每級(jí)周期所決定,具體依據(jù)公式其中θ角為對(duì)稱入射到光屏上的兩束光與法線夾角,λ為所用激光波長,Λi為多級(jí)結(jié)構(gòu)中每一級(jí)的周期;光路中半反半透鏡到光屏的距離Y為40-60cm;改變曝光角大小所調(diào)節(jié)的兩個(gè)反射鏡位置,M1的位置坐標(biāo)X1為(-0.7)-(-50.3)cm,M2的位置坐標(biāo)X2為0.6-30.2cm;每次曝光所用樣品轉(zhuǎn)動(dòng)角φ為0-90°,所用曝光時(shí)間為0.5-2s,所用激光功率為20-50mW/cm2;多級(jí)結(jié)構(gòu)周期為200nm-10μm,結(jié)構(gòu)深度為50nm-2μm。
5.如權(quán)利要求1所述的利用變角度曝光制備復(fù)合周期的多級(jí)結(jié)構(gòu)在色仿生和表面浸潤性調(diào)控方面的應(yīng)用。