多层介质膜光栅是高功率激光系统的关键光学元件。为了满足国内强激光系统的迫切需求，首先利用考夫曼型离子束刻蚀机开展了HfO2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅的离子束刻蚀实验研究。采用纯Ar及Ar和CHF3混合气体作为工作气体进行离子束刻蚀实验，获得了优化的离子源工作参数。结果表明，与纯Ar离子束刻蚀相比， Ar和CHF3混合气体离子束刻蚀时的HfO2/光刻胶的选择比大。 HfO2的离子束刻蚀过程中再沉积效应明显，导致刻蚀光栅占宽比变大。根据刻蚀速率分布制作的掩模遮挡板可以提高刻蚀速率均匀性，及时清洗离子源和更换灯丝，可保证刻蚀工艺的重复性。利用上述技术已成功研制出多块最大尺寸为80 mm ×150 mm、线密度1480线/mm、平均衍射效率大于95%的HfO2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅。实验结果与理论设计一致，为大口径多层介质膜脉宽压缩光栅的离子束刻蚀提供了有益参考。
光栅 多层介质膜 离子束刻蚀