本發明涉及光譜學與光譜分析技術領域，具體涉及一種PDMS梯度光柵結構的制備方法。

背景技術：

光柵作為一種重要的光學元件，被廣泛應用于光譜分析、光通信、集成光學、信息處理、光學測量等領域中。現有研究表明，單位面積內光柵周期越小，明條紋越亮、越細，光柵分辨率越高。因此，減小光柵周期，提高分辨本領，是光柵制備技術中的重要研究課題。

隨著微米納米技術的飛速發展，光柵制備工藝也取得了顯著進步。目前常用的光柵制備工藝主要是光刻和自組裝技術。由于光刻技術成本過高，且不適合大面積大批量生產；同時，通過在聚合物表面形成周期性的褶皺結構與光柵周期結構有著原理相通性，并且這種方法在在納米顆粒自組裝、柔性光學器件、向列相液晶顯示、微流控芯片、可拉伸柔性電極和薄膜度量等方面已取得成功應用。因此目前關注更多的還是自組裝方法。基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的自組裝方法大多是以PDMS 作為柔性聚合物襯底，在其表面形成與襯底彈性模量不同的剛性層，當應力超過臨界應力時，結構系統失穩，在PDMS 薄膜表面就形成褶皺結構。

技術實現要素：

本發明旨在針對上述問題，提出一種PDMS梯度光柵結構的制備方法。

本發明的技術方案在于：

PDMS梯度光柵結構的制備方法，包括如下方法：

（1）將PDMS預聚物和固化劑混合，形成PDMS液體，并將混合好的PDMS液體攪拌均勻，常溫靜置30min ，放在真空干燥箱中，保持抽真空狀態直至液體中無氣泡為止 ；

（2）將PDMS液體取出，傾倒在干凈的0.3mm厚度的PET的表面，放平，再抽真空約10min ，待無氣泡后，在65℃ 的真空加熱箱中加熱固化3h，取出并冷卻后，得到0.8mm厚的PET和PDMS 雙層薄膜；

（3）將雙層薄膜裁剪成5×1cm^２的長條，用夾具夾住雙層薄膜的兩端，兩端的距離是4cm，然后使雙層薄膜對稱彎曲到2cm ；

（4）將上述（3）中將彎曲的雙層薄膜放置于氧等離子去膠機中，射頻功率為150W ，氧氣流量150sccm ，處理時間為3~18min ，在彎曲的雙層薄膜表面生成一層類二氧化硅剛性層；

（5）緩慢勻速釋放應力使彎曲的雙層薄膜平整，在雙層薄膜上形成光柵狀褶皺。

所述的PDMS預聚物和固化劑按照10：1的質量比混合。

本發明的技術效果在于：

本發明提出了一種PDMS梯度光柵結構的制備方法，結合氧氣等離子體加工工藝制備了周期結構整齊的光柵褶皺結構。由于彎曲時應力分布不均勻，所以在PDMS 薄膜上會形成周期和高度不同的光柵褶皺，也就是梯度光柵。這種梯度光柵在室內日光燈的照射下，不同周期的光柵衍射角不同，薄膜表面反射出由中心對稱的彩色光帶。制備的梯度光柵褶皺具有明顯的衍射現象，并且衍射角變化顯著，可廣泛用于應力測量。該工藝操作簡單、加工周期短、成本低，可以用于加工制備不同周期的梯度光柵，也表明這種方法是一種加工梯度光柵的潛在有效手段，可廣泛應用于微型光譜儀、掃描儀、光通訊等領域中。

具體實施方式

PDMS梯度光柵結構的制備方法，包括如下方法：

（1）將PDMS預聚物和固化劑按照10：1的質量比混合，形成PDMS液體，并將混合好的PDMS液體攪拌均勻，常溫靜置30min ，放在真空干燥箱中，保持抽真空狀態直至液體中無氣泡為止 ；

（2）將PDMS液體取出，傾倒在干凈的0.3mm厚度的PET的表面，放平，再抽真空約10min ，待無氣泡后，在65℃ 的真空加熱箱中加熱固化3h，取出并冷卻后，得到0.8mm厚的PET和PDMS 雙層薄膜；

（3）將雙層薄膜裁剪成5×1cm^２的長條，用夾具夾住雙層薄膜的兩端，兩端的距離是4cm，然后使雙層薄膜對稱彎曲到2cm ；

（4）將上述（3）中將彎曲的雙層薄膜放置于氧等離子去膠機中，射頻功率為150W ，氧氣流量150sccm ，處理時間為3~18min ，在彎曲的雙層薄膜表面生成一層類二氧化硅剛性層；

（5）緩慢勻速釋放應力使彎曲的雙層薄膜平整，在雙層薄膜上形成光柵狀褶皺。