一种在玻璃表面连续批量制作微纳结构的方法与流程

技术特征：

1.一种在玻璃表面连续批量制作微纳结构的方法，其特征在于，所述方法包括：

依据目标微纳结构的形状及尺寸，确定每一级模压环节的温度场以及每一级滚压模具的形状和尺寸；

将每一级的滚压模具固定在预设空间位置上；

控制每一级的滚压模具在相应的温度场下，逐级对待加工玻璃进行加工；

其中，第一级滚压模具加工后的待加工玻璃表面形成有初级光学微纳结构，下一级滚压模具对上一级滚压模具形成的光学微纳结构进行冷却及修正补偿，直至在所述待加工玻璃上形成定型的目标微纳结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据目标微纳结构的形状及尺寸，确定每一级模压环节的温度场以及每一级滚压模具的形状和尺寸，包括：

通过仿真实验，在可以获得所述目标微纳结构的基础上，获取温度场变化规律和微纳结构变形规律；

基于所述温度场变化规律，确定每一级模压环节的温度场；

基于所述温度场变化规律和所述微纳结构变形规律，确定第一级滚压模具的形状和尺寸；

基于上一级滚压模具加工的微纳结构和下一级模压环节的温度场，结合所述微纳结构变形规律，确定下一级滚压模具的形状和尺寸。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制每一级的滚压模具在相应的温度场下，逐级对待加工玻璃进行加工，包括：

将所述待加工玻璃固定在移动平台上；

将所述待加工玻璃加热至玻璃转化点温度tg以上；

控制所述移动平台带动所述待加工玻璃向某一固定方向进行运动，以带动每一级滚压模具在所述待加工玻璃表面进行旋转加工；

其中，第一级滚压模具加工后的待加工玻璃表面形成有初级光学微纳结构，下一级滚压模具对上一级滚压模具形成的光学微纳结构进行冷却及修正补偿，直至在所述待加工玻璃上形成定型的目标微纳结构。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滚压模具中设置有高频感应线圈。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述待加工玻璃加热至玻璃转化点温度tg以上，包括：

采用非接触红外线加热器，对所述待加工玻璃进行预加热；

启动所述高频感应线圈对滚压模具进行加热，使所述待加工玻璃与所述滚压模具接触部位的温度达到玻璃转化点温度tg以上。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述待加工玻璃加热至玻璃转化点温度tg以上，还包括：

在所述移动平台背离所述待加工玻璃的一侧设置加热板，对所述待加工玻璃进行加热处理。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在惰性气体的环境下对所述待加工玻璃进行加工处理。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体至少为氮气。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过控制冷却气体的流量，以控制每一级模压环节的温度场。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待加工玻璃为低熔点玻璃。

技术总结
本发明提供了一种在玻璃表面连续批量制作微纳结构的方法，通过协调设定各级滚压环节的温度、压印力、模具形状，完成滚动热压过程，并制定误差补偿与控制策略，最终得到质量优异的玻璃微结构。具有工艺操作简单、加工周期短、成本低以及精度高等优点，能够很好的满足玻璃微纳结构阵列批量生产的需求。

技术研发人员：叶回春
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2020.07.17
技术公布日：2020.10.20