用于太空望远镜的大口径薄膜菲涅尔衍射元件

作     者：张健 栗孟娟 阴刚华 焦建超 刘正坤 徐向东 付绍军 ZHANG Jian;LI Meng-juan;YIN Gang-hua;JIAO Jian-chao;LIU Zheng-kun;XU Xiang-dong;FU Shao-jun

作者机构：中国科学技术大学国家同步辐射实验室安徽合肥230029 北京空间机电研究所北京100076 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.11375175) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2016年第24卷第6期

页      码：1289-1296页

摘      要：为了满足空间衍射成像系统对大口径、轻量化衍射元件的需求,设计制作了直径为400mm的聚酰亚胺(PI)薄膜菲涅尔衍射元件。通过紫外光刻、离子束刻蚀等微细加工方法在石英基底上制作衍射图形,然后将衍射图形复制到PI薄膜上得到菲涅尔衍射型薄膜元件。结合有限元法探究了薄膜复制过程中热应力的变化规律及降低热应力的方法,分析了影响薄膜衍射效率的因素及薄膜制作误差、温度变化对薄膜成像的影响,最终实现了大面积薄膜与基底的分离,并通过局部氧气等离子体轰击提高了薄膜衍射效率的均匀性。经测试,薄膜菲涅尔衍射元件的厚度约为20μm,在波长633nm处的实际衍射效率平均值为33.14%,达到了理论效率的81.83%,衍射效率的均方根值RMS=0.01。实验结果表明,通过紫外光刻、离子束刻蚀和薄膜复制的方法可以得到大口径、高衍射效率的薄膜菲涅尔衍射元件。

主 题 词：衍射光学 大口径衍射元件 PI薄膜 衍射效率 空间望远镜 

学科分类：0808[工学-自动化类] 070207[070207] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20162406.1289

馆 藏 号：203180871...