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PAGE  PAGE 23 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 微纳加工技术实验指导书 董连和　　　孙艳军 　　 长春理工大学光电工程学院 二○○八年十月 目　　　录 实验一　刻划刀具制作与研磨………………………………………1 实验二　分划板刻制与检验…………………………………………4 实验三　圆光栅紫外光刻……………………………………………8 实验四　光学度盘检验………………………………………………11 实验五　圆光栅照相复制……………………………………………13 实验六　衍射光栅刻划………………………………………………16 实验七　光学标准尺刻划……………………………………………18 实验八　八台阶二元光学元件微细光刻……………………………20 实验一　刻划刀具制作与研磨 一．实验目的 刻划刀具材料,形状和研磨的质量是决定刻划刀性能的基本因素。通过实际操作，了解刻划刀具的种类、材料、几何参数及用途，掌握专用工装的设计及刀具研磨的技巧。 二.实验原理 以靠模作为依托，刀坯一端与磨具相对运动产生机械磨削，实现所需要的形状和结构尺寸。 三．实验工具及材料： 15J读数显微镜（100X） 一台 XTT实体显微镜（60X） 一台 粗磨油石　（180目）　　 一块 精磨油石（W20）　　　　　 一块 抛光油石（W5）　　　 一块 玛瑙石 一块 端面靠模　　　　　 一个 多面靠模　　　　　 一个 润滑及研磨剂 四．刻划刀研磨的技术要求 四方刀 其中a=b=0.02mm，刀坯长度30 mm，直径φ2.5 mm，材料T12A 图1　四方刀 　　 ２．矩形刀 其中a=0.02 mm、b=3a，刀坯长度30 mm，直径φ2.5 mm，材料T12A 　　　　　 图2　矩形刀 ３．梯形刀 其中a=0.02 mm、b=4a，刀坯长度30 mm,直径φ2.5 mm，材料W9Cr4V1 　　　　　 　 图3梯形刀 ４．圆锥刀 其中a=0.02 mm，刀坯长度30 mm，直径φ2.5 mm，材料W9Cr4V1 　　　　　 图4　圆锥刀 五．研磨步骤： 任选上述四种刻划刀其中之一按以下步骤进行研磨。 １．研平刀坯端面 将刀坯由上而下装如端面靠模内，用螺丝固紧，然后分别经粗磨、精磨将端面研平。 ２．粗磨成型 将已研平端面的刀坯装入选定的靠模内，调节刀坯伸出长度，使刀坯与靠模构成合适角度，然后用螺丝固紧。此靠模装好以后至刻划刀研磨结束期间不可松动，以免影响刀头几何形状。 选好粗磨油石，加入润滑剂以靠模作为依托，将刀坯一端初步研磨成所需要的角度和形状。研磨的尺寸要留有精磨和抛光的剩余量，即实际要求尺寸+0.015mm左右。 ３．精磨 将粗磨合格的刀坯放在精磨油石上，加入由机油与三氧化二铬调制成的研磨剂进行精磨，研制达到刻刀刃宽实际尺寸加抛光余量0.005毫米。 ４．研磨端面 将精磨后的刀由上而下装入端面靠模，在玛瑙石上加润滑剂将端面研平，端面的表面粗糙度要达到Ra 0.08。 ５．侧面抛光 抛光是在玛瑙石或抛光油石上进行。在抛光过程中，应经常在显微镜下检测刻刀刃宽实际尺寸并观察表面光滑程度，直至达到刀头的结构尺寸和表面粗糙度均符合要求为止。 六．依托靠模研磨的手法 四方刀、矩形刀、梯形刀以靠模为依托，用拇指和中指夹住靠模两侧边，用食指来控制研磨压力的大小。四方刀与矩形刀先磨相对两个侧面，然后再磨另外两个相对侧面；梯形刀先磨两个侧面，后磨大面与小面。并在研磨进程中，要随时在实体或读数显微镜下检测研磨效果。 图5　刀具研磨运行轨迹 七．试验报告要求 1．根据刀坯长度及靠模尺寸，计算出刀头的几何参数 2．描述研磨过程，给出a或b值 实验二　分划板刻制与检验 一．实验目的 进一步了解小型光学刻线机的机械结构及原理，掌握各种类型光学分划板的刻制工艺、以及质量和参数的检测。 二.实验原理 在X-Y直角坐标小型刻划机上，利用X与Y两方向精密位移丝杆产生刻划刀的几何坐标，通过刻划刀对刻划底层的部分刮除，显露出分划板毛坯表面，然后经过真空镀制金属膜及相应工序工艺处理而得到分划。 三．使用仪器、工具及材料 　　　　小型刻线机　　　　　　　　一台 　　　　读数显微镜　　　　　　　　一台 　　　　实体显微镜　　　　　　　　一台 　　　　折反式显微镜 　　　　一台 　　　　阿贝比长仪