本發(fā)明屬于光學(xué)元件領(lǐng)域，尤其涉及高密度光柵的制作方法及高密度光柵。

背景技術(shù)：

x射線相襯成像技術(shù)具有高分辨率、高穿透性等優(yōu)點(diǎn)，可觀察厚物質(zhì)內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)，在生物醫(yī)學(xué)和納米材料領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，利用x射線光柵進(jìn)行x射線相襯成像的研究已成為研究熱點(diǎn)。然而，x射線相襯成像需要高密度(納米級(jí)的分辨能力、陡直剖面)、大尺寸(毫米級(jí))的光柵，而傳統(tǒng)技術(shù)中常用的光柵制作方法主要包括機(jī)械刻劃方法和全息光刻方法兩種，采用這兩種制作方法可以制作出低密度的光柵，難以制作出滿足x射線相襯成像要求的高密度、大尺寸光柵，且機(jī)械刻劃方法需要復(fù)雜的精密機(jī)械控制系統(tǒng)，制作難度大、成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)不足之處，提供了高密度光柵的制作方法及高密度光柵，其解決了高密度光柵難以制作的技術(shù)問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：高密度光柵的制作方法，包括以下步驟：

制作低密度光柵步驟，制作n塊光柵條寬度為a、光柵周期距離為a的低密度光柵，其中，n為大于或等于2的自然數(shù)，且n*a<a；

疊壓步驟，將n塊所述低密度光柵疊壓固定在一起制成光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/n的高密度光柵。

可選地，所述疊壓步驟中，各所述低密度光柵以光柵條沿直線相互交替的方式疊壓在一起；且/或，

各所述低密度光柵都采用機(jī)械刻劃方法或者全息光刻方法制成。

可選地，所述疊壓步驟中，各所述低密度光柵通過粘接方式疊壓固定在一起。

可選地，在所述疊壓步驟之后還設(shè)有固定清洗步驟，所述固定清洗步驟為：采用固定架固定各所述低密度光柵四周，在固定架上粘接覆蓋壓圈，洗去各所述低密度光柵中間的粘合層。

可選地，n等于2，所述疊壓步驟中，2塊所述低密度光柵的疊壓位置關(guān)系為：其中一塊所述低密度光柵的光柵條剛好處于另一塊所述低密度光柵的光柵周期距離1/2位置處；或者，

n等于3，定義3塊所述低密度光柵分別為第一塊低密度光柵、第二塊低密度光柵和第三塊低密度光柵，所述疊壓步驟中，3塊所述低密度光柵的疊壓位置關(guān)系為：第二塊所述低密度光柵的光柵條剛好處于第一塊所述低密度光柵的光柵周期距離1/3位置處，第三塊所述低密度光柵的光柵條剛好處于第一塊所述低密度光柵的光柵周期距離2/3位置處。

本發(fā)明提供的高密度光柵的制作方法，先采用傳統(tǒng)技術(shù)制作出光柵條寬度為a、光柵周期距離為a的低密度光柵，然后再將n塊低密度光柵疊壓固定在一起制成光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/n的高密度光柵，實(shí)現(xiàn)了高密度(納米級(jí)的分辨能力、陡直剖面)、大尺寸(毫米級(jí))的光柵的制作，且其制作方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，利于x射線相襯成像實(shí)驗(yàn)的開展，利于推廣應(yīng)用。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了高密度光柵，其包括n塊疊壓固定在一起的低密度光柵，每塊所述低密度光柵的光柵條寬度都為a、光柵周期距離都為a，n為大于或等于2的自然數(shù)，且n*a<a；該高密度光柵的光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/n。

可選地，各所述低密度光柵的光柵條沿直線相互交替設(shè)置；且/或，各所述低密度光柵都采用機(jī)械刻劃方法或者全息光刻方法制成。

可選地，各所述低密度光柵通過粘接方式疊壓固定在一起；且/或，該高密度光柵還包括用于固定各所述低密度光柵之周邊邊緣的固定架和覆蓋于所述固定架表面上以用于壓緊各所述低密度光柵的壓圈。

可選地，n為2，該高密度光柵的光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/2；或者，

n為3，該高密度光柵的光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/3。

可選地，該高密度光柵包括2塊粘合在一起的低密度光柵，且其中一塊所述低密度光柵的光柵條剛好處于另一塊所述低密度光柵之光柵周期距離1/2的位置處；或者，

該高密度光柵包括3塊粘合在一起的低密度光柵，定義這3塊所述低密度光柵分別為第一塊低密度光柵、第二塊低密度光柵和第三塊低密度光柵，其中，所述第二塊低密度光柵的光柵條剛好處于所述第一塊低密度光柵的光柵周期距離1/3位置處，所述第三塊低密度光柵的光柵條剛好處于所述第一塊低密度光柵的光柵周期距離2/3位置處。

本發(fā)明提供的高密度光柵，密度高，精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制作，加工成本低，具有較好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的高密度光柵的制作過程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件上時(shí)，它可以直接在另一個(gè)元件上或者可能同時(shí)存在居中元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。

還需要說明的是，以下實(shí)施例中的左、右、上、下、頂、底等方位用語，僅是互為相對(duì)概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。

實(shí)施例一：

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供的高密度光柵2的制作方法，包括以下步驟：

制作低密度光柵1步驟，制作n塊光柵條11寬度為a、光柵周期距離為a的低密度光柵1，光柵周期距離a具體為任一塊低密度光柵1上相鄰兩光柵條11的中心距離，其中，n為大于或等于2的自然數(shù)，且n*a<a；

疊壓步驟，將n塊低密度光柵1疊壓固定在一起制成光柵條11寬度為a、光柵周期距離為a/n的高密度光柵2。

高密度光柵2為具有納米級(jí)分辨能力、陡直剖面的光柵，低密度光柵1為分辨能力小于高密度光柵2之分辨能力的光柵。

由于低密度光柵1制作技術(shù)已經(jīng)很成熟、易于制作，所以，本發(fā)明實(shí)施例提供的高密度光柵2的制作方法，先制作出低密度光柵1，再通過低密度光柵1疊壓制成滿足要求的高密度光柵2，其制作方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、易于推廣應(yīng)用。

優(yōu)選地，疊壓步驟中，各低密度光柵1以光柵條11沿直線相互交替的方式疊壓在一起，任意兩低密度光柵1的各光柵條11都是交錯(cuò)設(shè)置的，即任意一塊低密度光柵1的兩相鄰光柵條11之間都夾著其它n-1塊低密度光柵1的一個(gè)光柵條11。每塊低密度光柵1上都具有多個(gè)凸出、間隔設(shè)置的光柵條11和多個(gè)分別位于各相鄰兩光柵條11之間的狹縫12，疊壓步驟中，任意一低密度光柵1的光柵條11都是與其它低密度光柵1的狹縫12對(duì)準(zhǔn)疊壓在一起。

優(yōu)選地，各低密度光柵1都采用機(jī)械刻劃方法或者全息光刻方法制成。機(jī)械刻劃方法是利用光柵刻劃機(jī)刻劃光柵的方法；全息光刻方法是利用激光的干涉條紋對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光，然后用刻蝕的方法將光刻膠圖形轉(zhuǎn)移到下面的基底上，或者通過微電鍍的方法形成金屬結(jié)構(gòu)。采用機(jī)械刻劃方法或者全息光刻方法制作低密度光柵1，制作難度低、易于實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，疊壓步驟中，各低密度光柵1通過粘接方式疊壓固定在一起。在疊壓任意兩塊低密度光柵1之前，可以先在至少一塊低密度光柵1上涂設(shè)粘膠液，然后將該兩塊低密度光柵1以設(shè)定的位置關(guān)系疊壓粘接在一起。此處，采用粘接方式將各低密度光柵1疊壓固定在一起，其操作方式簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，在疊壓步驟之后還設(shè)有固定清洗步驟，固定清洗步驟為：采用固定架(圖未示)固定各低密度光柵1四周，在固定架上粘接覆蓋壓圈(圖未示)，洗去各低密度光柵1中間的粘合層。固定架主要用于固定各低密度光柵1的周邊，壓圈用于保持各低密度光柵1的相對(duì)位置不變。此處，在疊壓步驟中，各低密度光柵1通過粘接方式疊壓固定在一起，其易于裝配操作，且易于各低密度光柵1疊壓過程中的對(duì)位疊壓；在完成疊壓步驟后，先采用固定架固定低密度光柵1的四周，再在固定架上覆蓋壓圈以保持各低密度光柵1的相對(duì)位置不變，這樣可實(shí)現(xiàn)疊壓后對(duì)各低密度光柵1的鎖緊定位；最后洗去粘合層，利于提高最終形成的高密度光柵2的光學(xué)性能和精確度。

優(yōu)選地，壓圈與固定架之間采用氰基丙稀酸酯膠水粘接，其連接可靠，易于裝配，裝配成本低。

優(yōu)選地，n等于2，疊壓步驟中，2塊低密度光柵1的疊壓位置關(guān)系為：其中一塊低密度光柵1的光柵條11剛好處于另一塊低密度光柵1的光柵周期距離1/2位置處，即其中一塊低密度光柵1的各光柵條11對(duì)準(zhǔn)另一塊低密度光柵1狹縫12的中間位置疊壓在一起，這樣可制得光柵條11寬度為a、光柵周期距離為a/2的高密度光柵2，其密度高、精度高。

本實(shí)施例提供的高密度光柵2，包括n塊疊壓固定在一起的低密度光柵1，每塊低密度光柵1的光柵條11寬度都為a、光柵周期距離都為a，n為大于或等于2的自然數(shù)，且n*a<a；該高密度光柵2的光柵條11寬度為a、光柵周期距離為a/n。本實(shí)施例提供的高密度光柵2，密度高，精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制作，加工成本低，具有較好的應(yīng)用前景。

優(yōu)選地，各低密度光柵1的光柵條11沿直線相互交替設(shè)置，任意兩低密度光柵1的各光柵條11都是交錯(cuò)設(shè)置的，即任意一塊低密度光柵1的兩相鄰光柵條11之間都夾著其它n-1塊低密度光柵1的一個(gè)光柵條11。每塊低密度光柵1上都具有多個(gè)凸出、間隔設(shè)置的光柵條11和多個(gè)分別位于相鄰兩光柵條11之間的狹縫12；疊壓在一起的各低密度光柵1中，任意一低密度光柵1的光柵條11都疊壓固定于與其它各低密度光柵1的狹縫12內(nèi)。

優(yōu)選地，各低密度光柵1都采用機(jī)械刻劃方法或者全息光刻方法制成。采用機(jī)械刻劃方法或者全息光刻方法制作低密度光柵1，制作難度低、易于實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，各低密度光柵1通過粘接方式疊壓固定在一起；且/或，該高密度光柵2還包括用于固定各低密度光柵1之周邊邊緣的固定架和覆蓋于固定架表面上以用于壓緊各低密度光柵1的壓圈。

優(yōu)選地，壓圈通過粘接方式固定于固定架上，其連接可靠，易于裝配，裝配成本低。

優(yōu)選地，壓圈與固定架之間采用氰基丙稀酸酯膠水粘接，其粘接可靠，成本低。

優(yōu)選地，n為2，該高密度光柵2的光柵條11寬度為a、光柵周期距離為a/2。本實(shí)施例提供的高密度光柵2，是采用兩塊光柵條11寬度都為a、光柵周期距離都為a的低密度光柵1疊壓在一起制成的光柵條11寬度為a、光柵周期距離為a/2，實(shí)現(xiàn)了高密度、高精度光柵的制作，且其易于制作成型。

優(yōu)選地，該高密度光柵2包括2塊粘合在一起的低密度光柵1，且其中一塊低密度光柵1的光柵條11剛好處于另一塊低密度光柵1之光柵周期距離1/2的位置處，即其中一塊低密度光柵1的各光柵條11剛好疊壓于另一塊低密度光柵1各狹縫12的中間位置處。

本實(shí)施例提供的高密度光柵2的制作方法及高密度光柵2，使用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)低密度光柵1，把這些低密度光柵1按照一定規(guī)律黏合在一起，生產(chǎn)出周期是原低密度光柵1周期1/n的高密度光柵2，有效提高了高密度光柵2的精度，降低了高密度光柵2的加工難度，利于x射線相襯成像實(shí)驗(yàn)的開展。

實(shí)施例二：

本實(shí)施例提供的高密度光柵2的制作方法，與實(shí)施例一的主要區(qū)別在于：如圖1所示，實(shí)施例一中，n等于2，疊壓步驟中，2塊低密度光柵1的疊壓位置關(guān)系為：其中一塊低密度光柵1的光柵條11剛好處于另一塊低密度光柵1的光柵周期距離1/2位置處；而本實(shí)施例中，n等于3，定義3塊低密度光柵分別為第一塊低密度光柵、第二塊低密度光柵和第三塊低密度光柵，疊壓步驟中，3塊低密度光柵的疊壓位置關(guān)系為：第二塊低密度光柵的光柵條剛好處于第一塊低密度光柵的光柵周期距離1/3位置處，第三塊低密度光柵的光柵條剛好處于第一塊低密度光柵的光柵周期距離2/3位置處，即：第二塊低密度光柵的各光柵條剛好疊壓于第一塊低密度光柵各狹縫的1/3位置處，第三塊低密度光柵的各光柵條剛好疊壓于第一塊低密度光柵各狹縫的2/3位置處。本實(shí)施例提供的高密度光柵的制作方法與實(shí)施例一提供的高密度光柵的制作方法為用于制作兩種不同密度規(guī)格的高密度光柵，具體地，實(shí)施例一提供的高密度光柵的制作方法主要用于制作光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/2的高密度光柵；而本實(shí)施例提供的高密度光柵的制作方法主要用于制作光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/3的高密度光柵。雖然本實(shí)施例與實(shí)施例一是用于制作兩種不同密度規(guī)格的高密度光柵，但是，二者的制作原理是一致的，都是先采用傳統(tǒng)技術(shù)制作出低密度光柵，然后再通過低密度光柵疊壓制成高密度光柵，因此，采用本實(shí)施例提供的高密度光柵的制作方法制作光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/3的高密度光柵，也具有制作方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、易于推廣應(yīng)用的有益效果。

本實(shí)施例提供的高密度光柵，與實(shí)施例一的主要區(qū)別在于：如圖1所示，實(shí)施例一中，n為2，高密度光柵2的光柵條11寬度為a、光柵周期距離為a/2，高密度光柵2包括2塊粘合在一起的低密度光柵1，且其中一塊低密度光柵1的光柵條11剛好處于另一塊低密度光柵1之光柵周期距離1/2的位置處；而本實(shí)施例中，n為3，高密度光柵的光柵條寬度為a、光柵周期距離為a/3，高密度光柵包括3塊粘合在一起的低密度光柵，定義這3塊低密度光柵分別為第一塊低密度光柵、第二塊低密度光柵和第三塊低密度光柵，其中，第二塊低密度光柵的光柵條剛好處于第一塊低密度光柵的光柵周期距離1/3位置處，第三塊低密度光柵的光柵條剛好處于第一塊低密度光柵的光柵周期距離2/3位置處，即本實(shí)施例提供的高密度光柵與實(shí)施例一提供的高密度光柵為兩種密度規(guī)格不同的高密度光柵。

除了上述不同之外，本實(shí)施例提供的高密度光柵的制作方法及高密度光柵的其它設(shè)置方式都可參照實(shí)施例一進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在此不再詳述。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。