一种基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法

技术特征：
1.一种基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，包括以下步骤：基于原子光刻技术在基板上进行一次原子光刻，获得原子光刻光栅样板；至少循环执行一次以下操作：利用光阑的限位作用，保持会聚光指向不变，将主透镜及当前的原子光刻光栅样板作为整体沿激光驻波场方向平移一段距离并固定，调整主透镜使返回的会聚光形成驻波场并与金属原子束待沉积区域存在重叠部分，在当前的原子光刻光栅样板上进行一次原子光刻；通过相邻次原子光刻光栅的无缝拼接，获得大面积自溯源光栅。2.根据权利要求1所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，所述原子光刻具体包括以下步骤：在真空环境下将金属粉末加热至升华状态并以泄流方式引出原子束；喷射原子束经过稳频激光以实现将激光波长锁定在金属原子两个能级的跃迁频率上；对原子束进行准直；准直后的原子束经过一束激光驻波场进行空间周期性分布调控，原子束传播方向与激光驻波场场传播方向垂直；在距离激光驻波场合适的位置放置原子沉积的基板，使周期性分布的原子沉积在基板上，形成光栅结构。3.根据权利要求2所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，所述原子束的元素为铬、铁、钠、铝、镱中任一种。4.根据权利要求1或2所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，所述基板的材料为单晶硅、微晶玻璃、磷化铟中任一种。5.根据权利要求2所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，通过狭缝和横向激光光场实现对所述原子束的准直。6.根据权利要求2所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，所述激光驻波场由经过道威棱镜的入射光和按原路返回的反射光叠加形成。7.根据权利要求1所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，所述主透镜的移动通过位移台实现，所述原子光刻光栅样板的移动利用真空位移台实现。8.根据权利要求1所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，各次所述原子光刻的过程中，金属原子束炉温、激光波长，稳频光功率，会聚光总功率、会聚光频率失谐量、会聚光与基板的切光比例、会聚光高度和原子束横向冷却效果保持一致。9.根据权利要求8所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，所述会聚光与基板的切光比例在50％以内。10.根据权利要求1所述的基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，其特征在于，所述无缝拼接的次数大于或者等于两次。

技术总结
本发明涉及一种基于拼接原子光刻技术的大面积自溯源光栅制备方法，包括以下步骤：基于原子光刻技术在基板上进行一次原子光刻，获得原子光刻光栅样板；至少循环执行一次以下操作：利用光阑的限位作用，保持会聚光指向不变，将主透镜及当前的原子光刻光栅样板作为整体沿激光驻波场方向平移一段距离并固定，调整主透镜使返回的会聚光形成驻波场并与金属原子束待沉积区域存在重叠部分，在当前的原子光刻光栅样板上进行一次原子光刻；通过相邻次原子光刻光栅的无缝拼接，获得大面积自溯源光栅。与现有技术相比，本发明有效地解决了自溯源光栅驻波场方向扩展的技术问题，并具备光栅无缝衔接，扩展空间大的优点。扩展空间大的优点。扩展空间大的优点。


技术研发人员：程鑫彬 邓晓 谭文 肖光旭 唐朝辉 林子超 李同保
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2022.03.21
技术公布日：2022/7/1