机刻光栅复合基底对薄膜内应力的影响研究

张宝庆^1,2，张绍泽²，曹聪²，高劲松¹

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术重点实验室2. 长春理工大学机电工程学院

摘 要：机械刻划制备大尺寸中阶梯衍射光栅是亚微米级的成槽挤压过程,在薄膜成槽变形过程中应力的产生与分布会直接影响槽形质量。受限于实际加工及检测手段,无法对薄膜内应力进行有效研究与计算。通过建立无基底纯铝膜模型、仅存玻璃基底铝薄膜模型与具有玻璃—铬复合基底的真实铝薄膜等三种模型,采用有限元模拟压痕试验分析方法,对比分析受压区域应力分布情况,总结受压薄膜内应力分布规律。实验研究表明",三明治"式复合基底有助于薄膜内竖直方向内部应力的分布优化。此研究创新了基底效应与薄膜内应力相互影响关系的研究方法,同时为机刻光栅制备工艺提供借鉴指导。

关键词：机刻光栅;复合基底;残余应力;薄膜;压痕;模拟;