CN108132542B - 带有栅棱结构的轻型分束器及制作方法 - Google Patents
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Abstract
带有栅棱结构的轻型分束器及制作方法，涉及光谱探测与光谱分析技术领域中的一种光学分束器件，具体涉及一种基于分束窗结构的微小型分束器。解决现有分束器体积、重量大，无法满足仪器微小型化应用需求的问题。由栅棱、分束窗和分束膜组成，栅棱对分束器进行空间分割形成分束窗阵列，分束膜位于分束窗上表面或分束窗和栅棱的上表面，栅棱对分束膜起支撑作用；栅棱横向宽度与纵向宽度相同或不同，分束窗横向宽度与纵向宽度相同或不同，分束窗在横向和纵向的占空比相同；栅棱宽度范围为1nm‑100cm，分束窗宽度范围为1nm‑100cm；栅棱厚度范围为1nm‑10cm，分束窗厚度范围为1nm‑10cm；栅棱的剖面结构为单面矩形、单面平行四边形、单面梯形、双面矩形、双面平行四边形或双面梯形。
Description
技术领域
本发明涉及光谱探测与光谱分析技术领域中的一种光学分束器件，具体涉及一种带有栅棱结构的轻型分束器及制作方法。
背景技术
分束器是光学***中广泛应用的一种光学器件，该器件将入射光按比例进行反射和折射，也是干涉光谱测量仪器中的核心元件之一。干涉光谱技术在近半个世纪以来取得巨大突破并得到迅速发展，具有灵敏度高、波数准确、重复性好等优点。该技术根据未知物光谱中吸收峰的强度、位置和形状，可以确定未知物分子中包含有哪些基团，进而推断未知物的结构组成。以傅里叶变换光谱仪为例，它具有多通道、高通量、高精度和杂散光低等优点，具有十分明显的应用优势。目前研究比较广泛的傅里叶变换光谱仪分为时间调制型和空间调制型，时间调制型采用动镜扫描结构，高精度的动镜驱动***增加了仪器的体积和重量，对其便携式应用产生了一定的限制。而空间调制型不含可动部件，在可靠性和稳定性方面具有优势。近年来，随着如资源勘探、环境监控、气象监测、生命科学等领域的科学研究和工程应用的快速发展，对于微小型化、轻量化、高性价比、可进行便携式探测和在线分析的光谱仪器提出了十分迫切的使用需求。而传统的分束器是由具有一定厚度的整片分束镜和补偿板构成，或采用光学材料胶合而成的立方体结构，在体积和重量方面均限制了仪器的微型化和轻型化。本发明提出了具有栅棱结构的轻型分束器及其制作方法，由栅棱支撑分束窗，并且当分束窗低于一定厚度时，可以省略补偿板，简化了分束结构，从而实现分束器的微型化和轻量化。进而大大降低仪器的体积和重量。
发明内容
本发明为解决现有分束器体积、重量大，无法满足仪器微小型化应用需求的问题，提出一种带有栅棱结构的轻型分束器及制作方法。
带有栅棱结构的轻型分束器，由栅棱、分束窗和分束膜组成，所述栅棱对分束器进行空间分割形成分束窗阵列，分束膜位于分束窗上表面或分束窗和栅棱的上表面，栅棱对分束膜起支撑作用；栅棱横向宽度与纵向宽度相同或不同，分束窗横向宽度与纵向宽度相同或不同，分束窗在横向和纵向的占空比相同；所述栅棱宽度范围为1nm-100cm，分束窗宽度范围为1nm-100cm；栅棱厚度范围为1nm-10cm，分束窗厚度范围为1nm-10cm；所述栅棱的剖面结构为单面矩形、单面平行四边形、单面梯形、双面矩形、双面平行四边形或双面梯形，也可以为弧形或其它形状。
带有栅棱结构的轻型分束器的制作方法，采用超精密机械加工方法和MOEMS技术实现分束器的制备；
采用超精密机械加工方法制备过程为：在基底上通过一体切割、研磨及抛光技术获得栅棱和分束窗，再整体蒸镀分束膜，完成器件制备；
采用MOEMS技术实现单晶硅材料分束器的制备由以下步骤实现：
步骤一、选取单晶硅作为基底，并在所述单晶硅表面制备掩蔽膜；
步骤二、定向光刻，通过刻蚀法去除边槽图形内的掩蔽膜，露出边槽图形；采用单晶硅各向异性腐蚀液腐蚀边槽，边槽腐蚀深度等于分束窗最终的厚度；
步骤三、第二次光刻，通过刻蚀去除分束窗图形内的掩蔽膜，露出分束窗图形；采用单晶硅各向异性腐蚀液同时腐蚀边槽和分束窗，腐蚀深度至边槽腐蚀到厚度为0，分束窗达到最终的厚度；
步骤四、去除栅棱表面的掩蔽膜，整体蒸镀分束膜，完成分束器的制备。
进一步的，带有栅棱结构的轻型分束器的制作方法，该方法由以下步骤实现：
步骤一、选择半导体材料作为基底，并在所述半导体基底材料上旋涂一层光刻胶；采用掩模板曝光和显影，去除位于分束窗位置的光刻胶，露出半导体基底表面；
步骤二、采用湿法腐蚀或干法刻蚀技术，去除分束窗位置的半导体基底材料，形成镂空结构；
步骤三、去除栅棱位置处的光刻胶，将分束窗材料固定在栅棱表面，利用栅棱对分束窗进行支撑，蒸镀分束膜，完成分束器的制备。
进一步的，带有栅棱结构的轻型分束器的制作方法，具体制作过程为：
步骤一、在固体材料基底上生长、蒸镀、涂覆或键合的方法形成层结构；
步骤二、在所述层结构上进行光刻、干法刻蚀或湿法刻蚀形成栅棱，将步骤一所述的基底作为分束窗；或将所述层结构作为分束窗，对步骤一所述的基底进行光刻、干法刻蚀或湿法刻蚀或超精加工形成栅棱；
步骤三、在步骤二的基础上，蒸镀分束膜；完成分束器的制备。
进一步的，带有栅棱结构的轻型分束器的制作方法，该方法由以下步骤实现：
步骤一、将分束窗基底与栅棱基底采用粘接剂进行粘接，然后在所述栅棱基底上采用超精密机械加工或MOEMS技术形成栅棱；
步骤二、去除分束窗基底表面的粘接剂，露出分束窗；
步骤三、在栅棱和分束窗表面镀分束膜，完成分束器的制作。
进一步的，带有栅棱结构的轻型分束器的制作方法，该方法由以下步骤实现：
步骤一、选择两个基底，在其中一个基底上制作栅棱结构，另一个基底作为分束窗；
步骤二、将带有栅棱结构的基底与作为分束窗的基底进行良好结合；
步骤三、在栅棱和分束窗表面镀分束膜，完成分束器的制作。
本发明的有益效果：本发明所述的带有栅棱结构的轻型分束器，是一种以利用栅棱结构支撑分束窗，实现入射光按一定比例分束的微小型光学元件。本分束器与现有的正方体分束器，以及片状分束器相比，具有体积小，重量轻，分束窗厚度低等优点，还可在一定条件下省略分束板，使仪器结构更加简化。因此该基于栅网结构的轻型分束器具有微小型化、轻量化、低成本等优点，在光谱探测与光谱分析等诸多领域具有重要的应用价值。针对本发明带有栅棱结构的轻型分束器的特殊结构及功能所提出的制作方法中，超精密加工方法可以实现多种材料的微小结构加工，具有基本技术成熟度高，加工精度高等优点；采用MOEMS技术实现单晶硅材料分束器的制作方法，采用单晶硅各向异性腐蚀的特点及膜厚精确控制方案，工艺过程简化，分束棱位置精度及形状精度高，分束窗厚度精度高，重复性和一致性好等优点，特别适合超薄分束窗的分束器制作；此外，所述的通过层结构制作分束器的方法以及将制备好的镂空栅棱与分束窗结合的方法等，均有使用材料广，灵活性高等优点。通过以上制作方法以及不同方法的结合，可以制作出对应不同工作波段的，具有材料选择灵活性的多种分束器。
附图说明
图1为本发明所述的带有栅棱结构的轻型分束器的俯视图；
图2为十种栅网分束器的水平与垂直栅棱结构示意图，同一行的两个图分别表示同一轻型分束器的主视剖面图和左视剖面图，每一行的两图位置可以进行互换。其中左侧部分的图2a、图2c、图2e、图2g、图2i、图2k、图2m、图2o、图2q和图2s为十种栅网分束器的主视剖面图；右侧部分的图2b、图2d、图2f、图2h、图2j、图2l、图2n、图2p、图2r和图2t分别为对应主视剖面图的左视剖面图；
图3中图3a至图3f分别为双面栅棱剖面形状示意图；
图4为栅条分束器结构的俯视图；
图5为十种栅条分束器的水平与垂直栅棱结构示意图，其中左侧部分的图5a、图5c、图5e、图5g、图5i、图5k、图5m、图5o、图5q和图5s为十种栅条分束器的主视剖面图；右侧部分的图5b、图5d、图5f、图5h、图5j、图5l、图5n、图5p、图5r和图5t分别为对应主视剖面图的左视剖面图；
图6为栅网薄膜分束器的制备过程示意图；
图7为栅条薄膜分束器的制备过程示意图；
图8为分束器制作方法中边槽的位置示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1至图8说明本实施方式，带有栅棱结构的轻型分束器，包括栅网分束器和栅条分束器，所述栅网分束器和栅条分束器均由栅棱、分束窗和分束膜组成，所述栅棱1对分束器进行空间分割形成分束窗2阵列，分束膜位于分束窗2上表面或分束窗2和栅棱1的上表面，用于将入射光束按所需比例分成折射和反射两束光。栅棱1对分束膜起支撑作用；以保证分束窗结构具有良好的面型。所述栅网分束器中的栅棱在横向的宽度是其纵向宽度的
倍或其它倍数，分束窗在横向的宽度是其纵向宽度的
倍，或其它倍数分束窗在横向和纵向的占空比相同；由于分束窗的尺寸决定了***的光通量，因此分束窗的面积远远大于栅棱的面积。所述栅网分束器和栅条分束器中的栅棱宽度范围为1nm-100cm，分束窗宽度范围为1nm-100cm；栅棱厚度范围为1nm-10cm，分束窗厚度范围为1nm-10cm；所述栅棱的剖面结构为单面矩形、单面平行四边形、单面梯形、单面弧形、双面矩形、双面平行四边形、双面梯形或双面弧形。
结合图1说明本实施方式，栅网分束器两个不同方向的网格个数分别为P和Q，P＝Q或P≠Q；P方向栅网周期为a’+b’，a’为P方向单个棱宽，b’为P方向单个分束窗宽度。其中a’2＝a’3＝…＝a’P；a’1与a’(P+1)可以与其它栅棱相同，也可以不同；b’1＝b’2＝…＝b’P。栅网分束器P方向总长度：Lp＝a’1+b’1+a’2+b’2+…+a’P+b’P+a’(P+1)。
Q方向栅网周期为c’+d’，c’为Q方向单个棱宽，d’为Q方向单个分束窗宽度。其中c’2＝c’3＝…＝c’q；c’1与c’(Q+1)可以与其它栅棱相同，也可以不同；d’1＝d’2＝…＝d’Q。栅网分束器Q方向总长度：LQ＝c’1+d’1+c’2+d’2+…+c’Q+d’Q+c’(Q+1)。
栅网分束器棱宽度a’、c’范围为1nm-100cm，分束窗宽度宽度b’、d’范围为1nm-100cm；栅网分束器棱厚度范围为1nm-100cm，分束窗厚度范围为1nm-100cm。可以根据具体参数选择加补偿板或者不加，补偿板的结构和材料可以与分束器相同，也可以不同。
本实施方式中，可以选择栅网分束器或栅条分束器中的栅棱宽度为1μm-10μm，分束窗的宽度为100μm-2000μm，栅棱厚度为100μm-500μm，分束窗的厚度为10μm-100μm；也可以栅棱宽度为0.5μm-2μm，分束窗的宽度为50μm-250μm，栅棱厚度为20μm-50μm，分束窗的厚度为100nm-10μm；还可以选择栅棱宽度为50μm-1000μm，分束窗的宽度为1000μm-10000μm，栅棱厚度为500μm-3000μm，分束窗的厚度为200μm-1000μm。根据不同的使用要求对应改变栅棱的宽度值、栅棱的厚度值、分束窗的宽度值以及分束窗的厚度值。
图2中的十种栅网分束器的形状，栅网分束器的分束窗与栅棱为同质结构或异质结构，图2a、2b，图2e、2f，图2i、2j，图2m、2n，图2q、2r的分束窗与栅棱为同质结构或异质结构；图2c、2d，图2g、2h，图2k、2l，图2o、2p，图2s、2t，的分束窗与栅棱为同质结构。栅网分束器结构中，栅棱结构的剖面可以为矩形(图2i，图2k，图2m，图2o)、平行四边形(图2a，图2c，图2e，图2g)、梯形(图2q，图2s)、弧形或其它形状。在同一个栅网分束器中，水平方向的栅棱与垂直方向的栅棱可以是同一种剖面结构形式，也可以不同。
结合图3，栅网分束器结构中，栅棱结构的剖面还可以为双面矩形(图3a，图3b)、双面平行四边形(图3c，图3d)、双面梯形(图3e，图3f)、双面弧形或其它形状。
结合图4说明本实施方式，图4为栅条分束器结构方案俯视图，栅条分束器的网格个数为Q，Q方向栅条周期为c’+d’，c’为Q方向单个棱宽，d’为Q方向单个分束窗宽度。其中c’2＝c’3＝…＝c’Q；c’1与c’(Q+1)可以与其它栅棱相同，也可以不同；d’1＝d’2＝…＝d’Q。栅网分束器Q方向总长度：LQ＝c’1+d’1+c’2+d’2+…+c’Q+d’Q+c’(Q+1)。
所述栅条分束器棱宽度c’范围为1nm-100cm，分束窗宽度d’范围为1nm-100cm；栅条分束器棱厚度范围为1nm-10cm，分束窗厚度范围为1nm-10cm。可以根据具体参数选择加补偿板或者不加，补偿板的结构和材料可以与分束器相同，也可以不同。
栅条分束器的分束窗与栅棱与栅网分束器同理，可以为同质结构或异质结构。栅条分束器结构中，栅棱结构的剖面同样可以为矩形、平行四边形、梯形、弧形或其它形状。在同一个栅条分束器中，水平方向的栅棱与垂直方向的栅棱可以是同一种结构形式，也可以不同。
图5为10种栅条分束器的水平与垂直栅棱结构示意图。栅条分束器结构中，栅棱结构的剖面还可以为双面矩形、双面平行四边形、双面梯形、双面弧形或其它形状，平行四边形剖面的角度由分束器与入射光的夹角决定。
本实施方式中，栅网分束器及栅条分束器中的栅棱材料可以选金属、非金属无机材料或有机材料，也可以是几种性质的混合材料。如铝、铜、钛、镍、金等金属，氧化铝、陶瓷、石英、玻璃、氟化钙、硒化锌、硫化锌、硅、锗、二氧化硅、氮化硅等非金属材料以及具有支撑作用的有机材料。分束窗材料可以为石英、玻璃、氟化钙、氟化镁、氟化钡、氟化锂、硒化锌、硫化锌、硅、锗、二氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺、PMMA、铝、铍、非金属无机材料或有机材料。本实施方式未提出的从X射线到远红外波段范围，乃至更宽波段范围的折射材料、反射材料以及吸收材料均可以运用到该器件中。
具体实施方式二、结合图6至图8说明本实施方式，本实施方式为具体实施方式一所述的带有栅棱结构的轻型分束器的制作方法，该制作方法可采用超精密机械加工方法和MOEMS技术实现栅网分束器和栅条分束器的制备；
结合图6说明本实施方式，图6为制作栅网分束器过程；首先进行栅网结构的制作。栅网结构采用微光机电***(MOEMS)工艺制作，具体结合图6所示，选取非掺杂的硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等半导体材料作为基底，首先在半导体基底材料上旋涂一层光刻胶，如图6a，然后用栅网图形的掩模板曝光和显影，去除位于分束窗位置的光刻胶，露出半导体基底表面，如图6b。接着采用湿法腐蚀或干法刻蚀技术，去除分束窗位置的半导体基底材料，形成镂空结构，如图6c。最后去除栅棱位置处的光刻胶，便形成栅网结构，如图6d。将分束窗材料固定在栅网结构上，利用栅棱对分束窗进行支撑，利用分束窗实现分束，蒸镀分束膜，最终完成栅网分束器的制作，如图6e。
结合图7说明本实施方式，图7为制作栅条分束器的过程示意图，当使用的分束膜较厚时，可采用栅条分束器，栅条分束器是利用栅条结构对分束膜进行支撑。栅条结构采用半导体材料，分束膜采用聚酯薄膜。由于分束窗的尺寸决定了***的光通量，因此分束窗的宽度远远大于栅棱的宽度。
对于栅条分束器，首先进行栅条结构的制作。栅条结构采用微光机电***(MOEMS)工艺制作，选取非掺杂的硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等半导体材料作为基底，首先在半导体基底材料上旋涂一层光刻胶，如图7a所示，然后将具有栅条图形的掩模板放在旋涂完光刻胶的基底上，通过曝光和显影，去除位于分束窗位置处的光刻胶，露出分束窗位置处的半导体基底表面，如图7b所示。接着采用湿法腐蚀或干法刻蚀技术，去除分束窗位置处的半导体基底材料，形成镂空结构，如图7c所示。最后去除栅棱位置处的光刻胶，便形成栅条结构，如图7d所示。将聚酯薄膜固定在栅条结构上，利用栅棱对聚酯薄膜进行支撑，利用分束窗实现聚酯薄膜的分束，最终完成栅条薄膜分束器的制作，如图7e所示。
本实施方式中，可采用一体制作方法和分体制作方法。
一、一体制作方法可采用超精密机械加工方法。在一体材料上用切割、研磨、抛光等技术实现；或采用MOEMS技术制作方法。在一体材料上进行通过光刻、干法刻蚀、湿法刻蚀等方法等。例如，单晶材料的各向异性腐蚀方法、RIE刻蚀方法、ICP刻蚀加表面抛光修饰方法等，以及将相关MEMS方法相结合的制作方法。
二、可以选择分束窗与栅棱为同种或不同材料，在带有支撑材料或无支撑材料的分束窗表面制备栅棱结构，栅棱结构可通过MOEMS技术，如X射线光刻、深紫外光刻、蒸镀及光刻以及剥离、电铸等工艺实现金属与非金属材料、半导体材料、有机物等多种材料的栅棱。利用X射线光刻等技术的灵活性，通过光束角度的控制，可以实现多种结构形态的栅棱结构。在栅棱制作完成后，对于带有分束窗支撑结构的基底，需去除支撑结构。镀分束膜，完成分束器制作。
三、选择分束窗与栅棱为同种或不同材料，将分束窗结构与栅棱结构材料粘接在一起，然后用超精密机械加工或MEMS技术形成栅棱结构，再去除分束窗表面的粘接剂，以及分束窗支撑体。镀分束膜，完成分束器制作。
四、选择分束窗与栅棱为同种或不同材料，用超精密机械加工或MEMS技术将分束窗结构与栅棱结构分别制作，然后将它们用粘接或其它连接方式结合在一起。
实施例1，以上述图2s所示的栅网分束器进行制作，材料为高平面度和高平行度的双面抛光(100)单晶硅片。其制备方法为：
1、在清洁后的双面抛光单晶硅表面生长或蒸镀二氧化硅及氮化硅等介质薄膜或复合膜作为掩蔽膜；
2、定向光刻，露出边槽图形，通过刻蚀去除边槽图形内的掩蔽膜，露出单晶硅表面。采用单晶硅各向异性腐蚀液腐蚀边槽，腐蚀深度等于分束窗最终的厚度；边槽形状除图示之外，也可以由多个矩形或正方形按一定距离排列而成。
3、进行第二次光刻，露出分束窗图形，通过刻蚀去除分束窗图形内的掩蔽膜，露出单晶硅表面。去除光刻胶，采用单晶硅各向异性腐蚀液同时腐蚀边槽和分束窗，腐蚀深度至边槽腐蚀到厚度为0，此时分束窗达到最终的厚度。
4、去除掩蔽膜，蒸镀分束膜，完成器件制备。
实施例2，对于横向和纵向栅棱结构均为图3f的双面栅棱分束器，可以用上述方法制作，所不同的是，需要制备双面掩蔽膜，通过双面光刻与双面腐蚀来实现，上、下表面图形相同。在第一次光刻腐蚀时，上下表面边槽腐蚀深度之和为分束窗的最终厚度值。
实施例3，对结构为栅网分束器如图2k的形状进行制作，材料为高平面度和高平行度的双面抛光硅片。其制作工艺流程如下：
1、在清洁后的双面抛光单晶硅表面蒸镀铝膜或热生长二氧化硅或蒸镀氮化硅等金属薄膜或介质薄膜或复合膜作为掩蔽膜；
2、光刻，露出边槽图形，通过刻蚀去除边槽图形内的掩蔽膜，露出单晶硅表面。采用ICP或RIE技术腐蚀边槽，腐蚀深度等于分束窗最终的厚度；边槽形状除图3所示外，也可以由多个矩形或正方形或圆形或椭圆或其它多边形形状，均匀排列而成。
3、进行第二次光刻，露出分束窗图形，通过刻蚀去除分束窗图形内的掩蔽膜，露出单晶硅表面。去除光刻胶，采用ICP或RIE技术同时腐蚀边槽和分束窗，腐蚀深度至边槽腐蚀到厚度为0，此时分束窗达到最终的厚度。
4、除掩蔽膜，蒸镀分束膜，完成器件制备。
实施例4，对于横向和纵向栅棱结构均为图3b的双面栅棱分束器，可以用上述方法制备，所不同的是，需要制备双面掩蔽膜，通过双面光刻与双面刻蚀来实现，上、下表面图形相同。在第一次光刻刻蚀时，上下表面边槽腐蚀深度之和为分束窗的最终厚度值。
实施例5，对结构为栅网分束器如图2o的形状制作，材料为高平面度和高平行度的双面抛光(110)单晶硅片。其制作工艺流程与实施例1相似。
实施例6，对结构为与栅网分束器如图2o的形状相对应的双面栅棱分束器，材料与实施例5相同，其制作方法与实施例5相似，所不同的是，需要制备双面掩蔽膜，通过双面光刻与双面刻蚀来实现，上、下表面图形相同。在第一次光刻刻蚀时，上下表面边槽腐蚀深度之和为分束窗的最终厚度值。
本实施方式中，其他材料或结构的栅网与栅条分束器也可以通过以上方法实现，还可以通过MOEMS的湿法腐蚀与干法刻蚀以及两种方法交替进行来实现，在制作中可以采用与某一常规晶向成所需夹角的单晶材料作为基片，腐蚀出带有倾角的结构；也可以通过倾斜旋转的方法，刻蚀出带有倾角的结构；也可设计补偿图形，使得到的结构更加精准。
Claims (2)
1.带有栅棱结构的轻型分束器，由栅棱、分束窗和分束膜组成，所述栅棱对分束器进行空间分割形成分束窗阵列，分束膜位于分束窗上表面或分束窗和栅棱的上表面，栅棱对分束膜起支撑作用；其特征在于：所述轻型分束器不包括补偿板；
所述栅棱宽度为1μm-10μm，分束窗的宽度为100μm-2000μm，栅棱厚度为100μm-500μm，分束窗的厚度为10μm-100μm；或者栅棱宽度为0.5μm-2μm，分束窗的宽度为50μm-250μm，栅棱厚度为20μm-50μm，分束窗的厚度为100nm-10μm；
所述栅棱的剖面结构为单面矩形、单面平行四边形、单面梯形、双面矩形、双面弧形、双面平行四边形或双面梯形；当所述栅棱的剖面结构为单面平行四边形或双面平行四边形时，平行四边形剖面的角度由分束器与入射光的夹角决定；
栅棱在横向的宽度是其纵向宽度的
倍，分束窗在横向的宽度是其纵向宽度的
倍，分束窗在横向和纵向的占空比相同；
栅棱材料选自以下材料组合中的一种或多种：铝、铜、钛、镍、金、氧化铝、陶瓷、石英、玻璃、氟化钙、硒化锌、硫化锌、硅、锗、二氧化硅、氮化硅、有机材料；
分束窗材料选自以下材料组合中的一种或多种：石英、玻璃、氟化钙、氟化镁、氟化钡、氟化锂、硒化锌、硫化锌、硅、锗、二氧化硅、氮化硅、铝、铍、聚酰亚胺或PMMA中的一种或多种；
所述分束器采用超精密机械加工方法或者MOEMS技术制备；
采用超精密机械加工方法制备所述分束器的方法包括：在基底上通过一体切割、研磨及抛光技术获得栅棱和分束窗，再整体蒸镀分束膜，完成器件制备；
采用MOEMS技术制备所述分束器的第一种制备方法为：
步骤一、选取单晶硅作为基底，并在所述单晶硅表面制备掩蔽膜；
步骤二、定向光刻，通过刻蚀法去除边槽图形内的掩蔽膜，露出边槽图形；采用单晶硅各向异性腐蚀液腐蚀边槽，边槽腐蚀深度等于分束窗最终的厚度；
步骤三、第二次光刻，通过刻蚀去除分束窗图形内的掩蔽膜，露出分束窗图形；采用单晶硅各向异性腐蚀液同时腐蚀边槽和分束窗，腐蚀深度至边槽腐蚀到厚度为0，分束窗达到最终的厚度；
步骤四、去除栅棱表面的掩蔽膜，整体蒸镀分束膜，完成分束器的制备；
或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第二种制备方法为：
步骤一、选择半导体材料作为基底，并在所述半导体基底材料上旋涂一层光刻胶；采用掩模板曝光和显影，去除位于分束窗位置的光刻胶，露出半导体基底表面；
步骤二、采用湿法腐蚀或干法刻蚀技术，去除分束窗位置的半导体基底材料，形成镂空结构；
步骤三、去除栅棱位置处的光刻胶，将分束窗材料固定在栅棱表面，利用栅棱对分束窗进行支撑，蒸镀分束膜，完成分束器的制备；
或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第三种制备方法为：
步骤一、选取单晶硅作为基底，在基底上生长、蒸镀、涂覆或键合的方法形成层结构；
步骤二、在所述层结构上进行光刻、干法刻蚀或湿法刻蚀形成栅棱，将步骤一所述的基底作为分束窗；或将所述层结构作为分束窗，对步骤一所述的基底进行光刻、干法刻蚀或湿法刻蚀形成栅棱；
步骤三、在步骤二的基础上，蒸镀分束膜；完成分束器的制备；
或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第四种制备方法为：
步骤一、将分束窗基底与栅棱基底采用粘接剂进行粘接，然后所述栅棱基底上采用超精密机械加工或MOEMS技术形成栅棱；
步骤二、去除分束窗基底表面的粘接剂，露出分束窗；
步骤三、在栅棱和分束窗表面镀分束膜，完成分束器的制作；
或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第五种制备方法为：
步骤一、选择两个基底，在其中一个基底上制作栅棱结构，另一个基底作为分束窗；
步骤二、将带有栅棱结构的基底与作为分束窗的基底采用粘接剂进行粘接；
步骤三、在栅棱和分束窗表面镀分束膜，完成分束器的制作；
或者采用MOEMS技术制备所述分束器的第六种制备方法为：
制备双面掩蔽膜，通过双面光刻与双面刻蚀实现，基底上表面和下表面图形相同，在定向光刻刻蚀时，上下表面边槽腐蚀深度之和为分束窗的最终厚度值，制作双面栅棱分束器。
2.根据权利要求1所述的带有栅棱结构的轻型分束器，其特征在于；所述边槽形状由多个矩形或正方形均匀排列组成。
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