电铸光栅网片是一种通过精密电铸工艺制造的具有周期性微纳结构的功能性元件，广泛应用于光学传感器、衍射光栅、光谱分析、显示技术等领域。以下是其技术细节和应用的全面解析：

1. 核心特性与要求

• 高精度周期性结构：栅线宽度可达0.1~10 μm，周期精度±0.01 μm。

• 高深宽比：结构高度与宽度比可达10:1（如栅高50 μm，宽5 μm）。

• 光学性能：表面粗糙度Ra<20 nm以减少光散射。

• 材料选择：镍（高反射率）、金（红外波段适用）或镍钴合金（增强耐磨性）。

2. 电铸工艺关键流程

(1) 母模制备

• 光刻技术：

  • 紫外光刻（UV）：适用于≥1 μm线宽（如SU-8胶）。

  • 电子束光刻（EBL）：用于亚微米级栅线（电子束直写，精度±5 nm）。

  • 干涉光刻：利用激光干涉产生周期性图案（无需掩膜版）。

• 纳米压印：通过硬质模具（如硅）压印光刻胶，实现大面积纳米结构复制。

(2) 导电化处理

• 磁控溅射：在绝缘母模上沉积Cr/Au种子层（厚度50~100 nm）。

• 化学镀：对非导电聚合物模具进行银镜反应镀层。

(3) 电铸成型

• 电解液配方：

  • 氨基磺酸镍溶液（pH 3.5~4.5）+ 光亮剂（如糖精）降低内应力。

  • 脉冲电流参数：频率100~1000 Hz，占空比10%~50%，减少孔隙率。

• 结构控制：

  • 深宽比优化：添加加速剂（如氯化镍）提高深孔区沉积速率。

  • 温度控制：50±1℃（稳定性影响晶粒尺寸）。

(4) 脱模与后处理

• 化学溶解脱模：NaOH溶液溶解光刻胶，或HF溶液蚀刻硅模具。

• 等离子清洗：去除有机残留，提升表面光学性能。

• 防氧化涂层：电铸金网片需涂覆SiO₂保护层（厚度~100 nm）。

3. 技术优势

• 超高精度：可实现<100 nm周期的衍射光栅（如用于紫外光谱仪）。

• 复杂3D结构：支持梯形、锯齿形等非对称栅线（如闪耀光栅）。

• 批量一致性：同一模具可复制数千片，良率>99%。

• 多功能集成：可结合磁性层（如Ni-Fe）实现磁光混合传感。