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国家开放大学《机电一体化系统综合实训》作业1-4参考答案作业1一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量——是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。
2.灵敏度——指在稳态下，输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx=ΔY/ΔX3. 压电效应——某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
4. 动态误差——在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。
5. 传感器——是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。
二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：（内循环）和（外循环）。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括（性能指标），（系统功能），（使用条件）。
3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（PLC）。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是（20mm）。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的（位置和速度），使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为（0.02）。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（增加而减小）。
8. 累计式定时器工作时有（2）。
9. 复合控制器必定具有（前馈控制器）。
10. 钻孔、点焊通常选用（简单的直线运动控制）类型。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（）A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是（）A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（）A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（）A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。
简述光栅的原理与应用1. 光栅的概念和原理光栅是一种光学元件，它是由许多平行等间距的透明或不透明的条纹组成的。
光栅可以分为光栅片和光栅阵列两种形式。
光栅片是一块平面上等间距排列的透明或不透明条纹，光栅阵列则是在底片或光电探测器上，通过微影技术将很多光栅片排列成阵列状。
光栅的条纹通常由透明区和不透明区交替组成。
光栅的原理基于衍射现象。
当光线通过光栅时，光的传播会发生衍射，光的传播方向也会改变。
这是因为光线通过光栅时，会受到光栅的衍射作用，使光线发生偏折。
根据光栅的等间距排列特性，经衍射后的光线会集中到一些特定的方向上，形成衍射光谱。
2. 光栅的应用领域光栅作为一种重要的光学元件，在众多领域都有广泛的应用。
下面列举了一些常见的光栅应用领域：•光谱仪：光栅是光谱仪中不可缺少的元件。
它可以将光线分解成不同波长的光谱，进而实现对光的分析和测量。
光栅的衍射光谱具有良好的分辨率和较高的光谱亮度，因此在光谱仪中被广泛应用于光谱分析、化学分析、材料分析等方面。
•激光衍射：光栅可以用于激光衍射实验中。
通过调节光栅的参数，可以实现对激光的衍射、干涉等效应的观察与研究。
这对于深入理解激光的特性、优化激光系统设计以及研究激光与物质相互作用等具有重要意义。
•光学编码器：光栅可以用于光学编码器的制造。
光学编码器是一种利用光栅原理实现位置检测的传感器。
通过测量光栅与检测器之间的相对位置，可以得到准确的位置信息。
光学编码器在机械控制系统、测量仪表等领域广泛应用。
•光栅投影显示技术：光栅投影显示技术是一种利用光栅的衍射原理实现图像显示的新技术。
通过在光栅片上激发特定的衍射光谱，可以形成真彩色的高分辨率图像。
光栅投影显示技术在电子产品、舞台演出、虚拟现实等领域具有重要应用价值。
•光栅光学元件：除了上述应用外，光栅还被广泛用于光学系统中的波长选择和波长调制等领域。
例如，光栅可以作为光谱滤波器、波分复用器等光学元件使用，实现对光信号的处理和调控。
微纳机电系统微/纳米科学与技术是当今集机械工程、仪器科学与技术、光学工程、生物医学工程与微电子工程所产生的新兴、边缘、交叉前沿学科技术。
微/纳米系统技术是以微机电系统为研究核心，以纳米机电系统为深入发展方向，并涉及相关微型化技术的国家战略高新技术。
微机电系统(Micro Electro Mechanical System, MEMS ) 和纳机电系统(Nano Electro Mechanical System, NEMS )是微米/纳米技术的重要组成部分，逐渐形成一个新的技术领域。
MEMS已经在产业化道路上发展，NEMS还处于基础研究阶段。
一、引言从微小化和集成化的角度，MEMS (或称微系统)指可批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统。
而NEMS(或称纳系统) 是90年代末提出来的一个新概念，是继MEMS 后在系统特征尺寸和效应上具有纳米技术特点的一类超小型机电一体的系统，一般指特征尺寸在亚纳米到数百纳米，以纳米级结构所产生的新效应(量子效应、接口效应和纳米尺度效应) 为工作特征的器件和系统。
二、纳米系统的意义、应用前景微纳系统的意义应用前景由于微/纳机电系统是一门新兴的交叉和边缘学科，学科还处于技术发展阶段，在国内外尚未形成绝对的学科和技术优势；微/纳米技术还是一项支撑技术，它对应用背景有较强的依赖性，目前它的主要应用领域在惯导器件、军事侦察、通信和生物医学领域，以及微型飞机和纳米卫星等产品上。
2.1 .重要的理论意义和深远的社会影响微/纳米系统技术是与其它广泛学科具有互动作用的重要的综合技术，涉及学科领域广泛。
微/纳米系统技术是认识和改造微观世界的高新技术，微/纳米系统是结构集成化、功能智能化的产物。
微/纳米系统表现出的智能化程度高、实现的功能趋于多样化。
例如，微机电系统不仅涉及到微电子学、微机械学、微光学、微动力学、微流体学、微热力学、材料学、物理学、化学和生物学等广泛学科领域，而且会涉及从材料、设计、制造、控制、能源直到测试、集成、封装等一系列的技术环节。
光电器件制造中的MEMS技术研究与应用近年来，光电器件的需求不断增长， MEMS（微电子机械系统）技术因其独特的微米尺度特性和可靠性在光电器件制造领域得到广泛应用。
本文将探讨MEMS 技术在光电器件制造中的研究与应用。
一、MEMS技术简介MEMS，即微电子机械系统，是指微米级尺寸的机械和电子系统的集成。
它是在集成电路技术和微机电系统（MEMS）技术基础上发展而来的。
它与集成电路技术相似，都是一种微电子制造技术。
MEMS技术的主要应用有加速度计、惯性导航、光学开关、微波振荡器、压力传感器、生物传感器等。
MEMS技术主要包括精密机械加工技术、光学技术、微电子技术和微纳米加工技术。
在光电器件制造中， MEMS技术的应用主要是通过微纳米加工技术制造微型光学器件和纳米结构。
二、MEMS技术在光电器件制造中的研究现状目前，MEMS技术在光电器件制造中的应用主要有两个方面。
一方面是制造微型光学器件，具体包括微透镜、微棱镜、微天线、微光栅等；另一方面是制造纳米结构，最主要的是纳米光栅。
下面将分别进行介绍。
（一）制造微型光学器件微透镜是一种直径小于1毫米的透镜，制造微透镜主要采用微型光影刻蚀法和电化学加工法。
在 MEMS技术的帮助下，制造微透镜的精度和质量得到了大幅提升。
微型棱镜主要采用类似微透镜的制造工艺，通过光影刻蚀法和电化学加工法来制造。
微型天线是指直径小于1微米的天线结构，其制造工艺因其极小的尺寸和接口特性而变得非常精细和复杂，采用 MEMS技术能有效提高制造精度和质量。
微光栅是一种具有非常细小的光栅线宽的光栅结构，其主要制造工艺为电子束曝光和反应离子刻蚀法。
（二）制造纳米结构纳米光栅是一种纳米级别的光栅结构，其具有极高的光学性能，主要用于激光干涉仪、计算机光存储、摄影等领域。
制造纳米光栅主要采用硅基板表面制造方法和纳米粒子自组装等方法。
其中，纳米光刻技术是基于 MEMS技术的一种制造纳米级别光刻板的新方法，其优点是可以在单个硅基板上制造具有不同形状的光学元件。
微纳米机电系统的设计与制造技术微纳米机电系统（Microelectromechanical Systems，MEMS）是指一种利用微纳米级别工艺制造的微型机电系统。
它由微型电路技术、微机电技术和微纳米制造技术等融合而成，具有体积小、重量轻、易于集成和制造成本低等优点。
MEMS技术已经广泛应用于电子信息、生物医学、能源环保、航空航天等领域，成为新一代的技术革命。
一、微纳米机电系统的设计原则微纳米机电系统的设计原则包括以下几点：1. 功能多样性：微纳米机电系统应该具有多种功能，可应用于不同的场景和需求。
2. 高性能：微纳米机电系统应该具有高性能特点，例如高灵敏度、高稳定性和高精度等。
3. 低功耗：微纳米机电系统应该具有低功耗特点，以延长产品的使用寿命和提高性能。
4. 集成度高：微纳米机电系统应该具有高集成度，可以实现多种功能的集成。
5. 可靠性好：微纳米机电系统应该具有良好的可靠性和稳定性，以保障产品的正常使用。
6. 制造成本低：微纳米机电系统应该具有低制造成本特点，以提高产品的市场竞争力。
二、微纳米机电系统的制造工艺微纳米机电系统的制造工艺包括以下几个方面：1. 制造材料：微纳米机电系统的制造需要用到高纯度的材料，如硅、氧化硅、氮化硅、聚合物等。
2. 制造技术：微纳米机电系统的制造涉及到微纳米加工技术、光刻技术、等离子体刻蚀技术、离子注入技术、化学气相沉积技术等。
3. 制造工艺流程：微纳米机电系统的制造工艺流程包括大面积晶圆清洗、材料生长、图形化处理、刻蚀、离子注入、衬底去除等步骤。
4. 检测和测试：微纳米机电系统的制造需要经过严格的检测和测试，包括结构形状、机械性能、电学性能等方面。
5. 包装和封装：微纳米机电系统的包装和封装需要采用特殊的方法，以确保产品的性能和可靠性。
三、微纳米机电系统的应用领域微纳米机电系统的应用领域非常广泛，包括以下几个方面：1. 生物医学：微纳米机电系统可以用于生物医学领域，如人体细胞和组织的刺激、诊断和治疗，体内药物释放和监测等。
光栅的应用及其原理图解1. 简介光栅是一种常用的光学元件，它具有许多重要的应用。
本文将介绍光栅的原理，并详细解释其在光学领域中的各种应用。
2. 光栅的原理光栅是由一系列平行且等距排列的高低不同的槽或凸起组成的。
当光线照射在光栅上时，进入光栅的光线会发生衍射现象。
光栅的性质可以通过衍射理论进行解释。
衍射是光线遇到物体边缘时发生偏折的现象。
光栅的槽或凸起对入射光线进行衍射，使得波前在进出射角之间发生相位差，从而使衍射图样形成。
3. 光栅的应用3.1 分光仪光栅被广泛应用于分光仪中。
分光仪通过光栅的衍射作用将入射光线按波长进行分离。
这可以用于测量光谱、确定物质的成分等。
3.2 激光激光技术是光栅的另一个重要应用领域。
光栅可以用于调谐激光器或分散激光束。
通过改变光栅的角度或周期，可以改变激光的频率或波长。
3.3 光子学光栅也广泛应用于光子学领域。
光栅可以用于制造光栅波导、光纤光栅等器件，用于操控或分析光信号。
3.4 显示技术光栅还可以应用于显示技术中。
例如，LCD（液晶显示）中的背光模块中就使用了光栅来控制光线的传播和分布，以实现高质量的图像显示。
4. 光栅的优势4.1 高分辨率由于光栅具有多孔结构，入射光线可以被分散成多个波长。
这使得光栅在分辨率方面具有很大的优势。
4.2 调谐性通过改变光栅的角度或周期，可以调节光栅的衍射特性。
这使得光栅具有较大的调谐范围，可以适应不同的应用需求。
4.3 紧凑性光栅通常由光学材料制成，具有轻巧、紧凑的特点。
这使得光栅在各种光学系统中易于集成和使用。
5. 光栅的类别5.1 反射光栅反射光栅是一种将入射光线反射的光栅。
它常用于分光仪、激光器等光学系统中。
5.2 透射光栅透射光栅是一种将入射光线透射的光栅。
它可以用于制造光纤光栅、光栅波导等光学器件。
5.3 衍射光栅衍射光栅采用衍射光栅的原理进行衍射。
它常用于光栅耦合器、光栅滤波器等光子学器件。
6. 总结光栅是一种重要的光学元件，具有广泛的应用。
微机电系统在机械工程中的应用研究微机电系统（MEMS）是一种集成了机械元件、电子器件以及微纳米尺度传感、控制和信息处理功能的系统。
在机械工程领域，微机电系统的应用研究已经取得了很大的进展，为工程设计和制造带来了许多新的可能性。
一、MEMS在机械工程中的应用领域1. 传感器技术：MEMS传感器的应用已经广泛渗透到机械工程的各个领域。
例如，惯性传感器可以用于测量加速度、角速度和姿态角等。
其微小的尺寸使得传感器可以方便地嵌入到机械系统中，实现对系统运动状态的实时监测和控制。
2. 液体控制技术：MEMS技术在液体控制方面也发挥着重要作用。
微泵、微阀等微型液体控制器件的出现，使得液体在微尺度的系统中可以灵活地被控制和操控。
这些器件可用于流体的输送、混合和分离等应用。
3. 光学微系统：MEMS技术在光学微系统领域也表现出了巨大的潜力。
微镜头、光纤光栅和微光阵列等器件的出现，使得在光学领域的精密测量和成像可以更加高效和准确地实现。
同时，MEMS技术还可以将光学元件与其他传感器、执行器相结合，实现多功能光学系统。
二、MEMS在机械工程中的研究进展1. 结构设计与制造：MEMS系统的设计与制造是将器件与系统的功能需求相结合，同时考虑到微尺度制造过程的限制，是MEMS研究的重要方向之一。
研究者通过改进器件结构、优化材料选择和制造工艺等手段，提高了MEMS系统的可靠性和性能。
2. 故障诊断与可靠性分析：MEMS器件在使用过程中容易受到外界环境、材料疲劳、制造缺陷等因素的影响，导致故障发生。
研究者通过对故障机理的分析与模拟，开展了MEMS系统的故障诊断与可靠性分析研究，为系统设计和维修提供了理论支持。
3. 多尺度集成与协同控制：机械系统中往往存在着不同尺度和功能的器件和部件，而MEMS技术提供了多尺度集成与协同控制的解决方案。
通过将微尺度的传感器、执行器与宏观尺度的系统相结合，可以实现对机械系统的高精度控制和智能化操作。
光栅的原理及应用方法1. 光栅的定义光栅是一种通过垂直于入射方向的凹凸结构对光线进行衍射或干涉的光学元件。
光栅通常由平行的凹槽或凸槽构成，这些凹槽或凸槽的间距非常小，通常在微米或纳米级别。
光栅可用于分光仪、激光色散、干涉测量、全息图等领域。
2. 光栅的原理光栅的衍射原理基于赫斯公式，即栅常N倍频衍射公式，其表示为：dsinθ = mλ (m为正整数，d为光栅间距，θ为衍射角，λ为入射光波长)当光线照射到光栅上时，光栅的凹槽或凸槽会对光线进行衍射，产生不同的衍射角，从而形成不同的光谱。
根据光栅的间距和入射光波长，可以确定衍射的次级最大角度和对应的波长。
3. 光栅的应用方法光栅在光学实验和工程中有着广泛的应用，下面将介绍光栅的几种常见应用方法。
3.1 光栅分光仪光栅分光仪是利用光栅对光线进行衍射，分离和分析不同波长的光的仪器。
它可以将入射的白光分解成连续的光谱，通过研究不同波长的光谱可以得到物质的结构和性质信息。
光栅分光仪在化学、生物、物理等领域中被广泛应用，用于质谱、光谱分析等研究。
3.2 光栅衍射光栅的凹槽或凸槽可以将入射的单色光或宽光束分解成不同的衍射光，形成光的干涉、衍射和散射现象。
通过调整光栅的参数（如间距、角度等），可以控制衍射光的强度和方向，实现光的分束、聚束和偏转等操作。
光栅衍射广泛应用于全息图、光学信息存储、光存储器等光学器件中。
3.3 光栅标定光栅标定是利用光栅的衍射特性对光学系统进行精确测量和定位的方法。
通过将光栅作为参考物体，对光栅图像进行分析和测量，可以确定光学系统的参数和校验光学系统的性能。
光栅标定广泛应用于摄像机、显微镜、望远镜等光学设备的校准和检测中。
4. 光栅的优势和应用前景光栅具有高衍射效率、高分辨率、宽波长范围、可调谐性等优点。
随着科学技术的进步，光栅的应用前景越来越广阔。
例如，光栅在光通信领域可以用于光纤通信中的波分复用、光谱成像等应用；在生物医学领域可以用于光学显微镜、生物传感器等应用。
微机电系统及纳米技术大作业题目：微型压力传感器微型压力传感器摘要：MEMS压力传感器是微系统世界里第一个出现的MEMS器件，该项技术已相当成熟，在当今的现代化产业中，压力传感器扮演了很重要的角色。
由于MEMS压力传感器具有高性能、低成本和小尺寸等优点，被广泛地应用于汽车电子、工业控制、消费电子、航天航空和医疗领域等。
MEMS压力传感器在每个领域中都在寻找新应用，例如：汽车领域的汽缸压力感测、医疗领域的循环正气压仪（CPAPM）、消费电子领域的智能手机（三星Galaxy S3的室内导航）和平板电脑。
虽然所有这些新兴应用处于起步阶段，但是前途不可限量。
关键字：MEMS，压力传感器1.发展历程1824年，正是由于瑞典化学家发现了硅，才为今天的电子工业革命奠定了材料基础。
在1947年，Bell实验室利用半导体禇研制的第一个晶体管又为半导体产业奠定了基石。
现如今，短短60年时间，微电子技术已成为了我们生活中不可或缺一部分。
这其中，MEMS即微机电系统经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。
它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，MEMS技术也正在不动声色地改变着我们生活方式。
喷墨打印机的喷墨头，智能手机的旋转感应，数码相机的防抖系统等等全部引入了MEMS技术。
现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志，而半导体传感器的发展可以分为四个阶段：（1）发明阶段（1945 - 1960年）：这个阶段主要是以 1947年双极性晶体管的发明为标志。
此后，半导体材料的这一特性得到较广泛应用。
史密斯（C.S. Smith）于1945年发现了硅与锗的压阻效应，即当有外力作用于半导体材料时，其电阻将明显发生变化。
依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上，即将力信号转化为电信号进行测量。
此阶段最小尺寸大约为 1cm。
（2）技术发展阶段（1960 - 1970年）：随着硅扩散技术的发展，技术人员在硅的晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上，然后在背面加工成凹形，形成较薄的硅弹性膜片，称为硅杯。
微机电系统及纳米技术大作业题目：微型光栅目录摘要 (2)关键词 (3)引言 (3)衍射光栅 (4)衍射光栅概念 (4)传统衍射光栅的技术发展 (4)硅光栅技术（） (5)硅光栅的加工制作方法 (5)硅光栅的体硅制作工艺 (6)硅光栅的表面硅制作工艺 (6)硅光栅的应用 (7)MEMS微型可编程光栅（） (8)可编程光栅结构原理 (8)微型可编程光栅的工艺 (9)微型可编程光栅的发展现状 (10)总结 (11)参考文献 (12)摘要基于光栅技术的光谱分析在物理、化学、天文、生物、冶金学及其他分析领域起着重要的作用。
随着科学技术的发展，对光栅技术提出了更高的要求，对新型光栅的研究也受到更加广泛的重视。
随着硅微加工技术的迅速发展，带动了微电子科学的进步，计算机及其它各种电子产品已成为人类不可缺少的工具。
与微电子产品相兼容的集成化、微型化的产品为传统的仪器及设备打开了新的应用空间，因而出现了微机械、微光学等在技术上与硅微加工工艺相兼容的新学科。
而光栅在微观上的周期性，硅作为晶体材料结构上的特殊性及其加工工艺的兼容性，使人们开始尝试在硅基材料上制作光栅的可能性。
1975年W．Tang和S．Wang首次在论文中报道了利用硅加工技术制作光栅m，从此硅光栅被应用在许多不同的领域。
MEMS技术的出现与发展提供了能根据实际情况实时改变结构参数的光栅，即MEMS微型可编程光栅。
这种光栅通过静电驱动的方式实现对光栅的结构单元，微变形梁的编程控制。
MEMS微型可编程光栅不仅扩展了光栅在传统领域发挥巨大作用，同时促进其在光通讯等领域的广泛应用。
因此，对MEMS微型可编程光栅的研究具有重要的研究意义。
本文对硅光栅和MEMS可编程光栅进行了简单的介绍，主要包括其工作原理及结构组成，加工方法，工艺流程及其中的关键工艺，最后简单说明了微型光栅的应用领域、实际应用情况及可能的应用前景。
关键词微机电系统，硅光栅，微型可编程光栅引言光谱是各个波长光波的有序排列。
而光谱分析学则是研究各种物质光谱的产生及其同物质之间的相互作用的学科。
一直以来，基于衍射光栅的光谱分析技术在物理研究中一直占有重要地位。
特别是近年来随着科学技术的发展，光栅光谱技术在天文、生物、化学、冶金学及其他分析领域起着越来越重要的作用：物理学研究方面，光栅光谱分析仪可用于验证量子力学的氢原子光谱采集实验；天文学研究方面，利用光栅光谱分析仪可以分析各种恒星的物质组成成分和行星上的大气组成结构：化学研究方面，基于光栅的各种分析仪器可以确定各种化学成分是否存在，甚至包括对它们的含量进行检测。
衍射光栅衍射光栅概念光栅光谱分析仪器的核心器件是衍射光栅，这是一种具有良好分光性能的光学器件。
衍射光栅是具有周期性空间结构或光学性能的光学元件。
按制作材料特性的不同可以将衍射光栅分为反射光栅和透射光栅；按表面的形状可以分为平面光栅和凹面光栅；按用途来分可以分为：伦琴射线、紫外、红外和可见区的光栅。
目前，衍射光栅不仅仅用于光谱分析，而且已经广泛的应用于其他领域，如在计量、无线电天文学、集成光学和光通信、信息处理等领域。
如在通讯领域中，基于光栅技术的波分复用器件可以大大提高光纤光学网络的容量，并提高其通讯能力。
传统衍射光栅的技术发展最早的光栅是采用机械刻划技术制作的，这种技术由夫琅禾费于1814年发明，使用的是一种叫做镜铜的高度抛光的金属：20世纪30年代J．Strong又发明的真空镀膜技术推动了光栅刻划技术的发展。
在此之后，大多数光栅都是利用在玻璃衬底上沉积铝或金膜然后再刻划而成。
为了控制槽形和沟槽的位置，对光栅刻划机的运动精度、刀具的外形精度以及环境的温度、湿度等要求较高，同时在制作过程中可能由于摩擦、磨损的原因而中途失败，因此生产效率较低。
此后人们又发展了光栅复制技术，即真空镀膜复制法。
真空镀膜复制法是把用机械刻划法制作的光栅作为母版，在母光栅上用真空镀膜方法蒸镀分离层和铝，然后在粘接剂作用下把这层铝附着在复制光栅的毛坯上而获得复制光栅。
最早成功制出复制光栅的是英国人托浦(1899)，复制光栅的出现解决了光栅批量制作问题，满足了光栅光谱仪器发展的需要。
此外，随着科学技术的发展，人们提出了一种新型的光栅制作方法——全息法。
首先是迈克耳孙在1927年提出了利用两柬相干的单色平行光产生的高度均匀的干涉条纹，记录在适当介质上以制造高精度光栅的方法。
但当时既无激光那样强的光源，又无细颗粒记录材料。
60年代中期，由于激光的出现，特别是高功率氩离子激光器的发展，克服了曝光时间长的困难，可使用感光速度慢的细颗粒光敏材料。
1967年用光刻胶和A什激光器做出了此种光栅。
用全息法制作的光栅没有鬼线，杂散光很低，可以制作大面积光栅。
制作全息光栅必须有可靠的干涉仪系统，具有单模和选频的激光，以及精制的光致抗蚀剂。
由于全息光栅效率较低，也有采用复杂的耦合波理论对其进行优化设计，利用干法刻蚀技术制备高效率的全息衍射光栅。
硅光栅技术硅光栅的加工制作方法硅光栅的加工主要采用体硅加工技术和表面微加工技术，体硅加工技术和表面硅加工技术都是基于微电子集成制作技术发展而来的。
体硅加工技术是为制作微三维结构而发展起来的，通常是按照设计图形在硅片上有选择地去除一部分硅材料，形成设计的微型三维结构。
体硅加工技术的关键是刻蚀技术，它包括于法和湿法两种刻蚀技术。
单晶硅片由于其特殊的晶体结构，在腐蚀液中沿不同的晶向其腐蚀速率有很大差别，因此又可以分为各向同性腐蚀和各向异性腐蚀，对于硅片的(100)面的刻蚀速率可以比它的(111)面的刻蚀速率高100倍，也可以采用重掺杂法和电化学止停刻蚀法进行有选择性的刻蚀。
干法刻蚀主要采用物理法(溅射、离子刻蚀)和化学等离子刻蚀(反应离子刻蚀)，适用于各向同性和各向异性刻蚀。
表面硅加工技术是以硅片作基片，通过电极与光刻形成多层薄膜图形，再把下面的牺牲层经刻蚀去除，保留上面结构图形的加工方法。
面硅加工技术与体硅加工技术的主要区别是它不直接对硅片本身进行加工，而是对硅片上淀积的薄膜(通常是多晶硅、氧化硅和氮化硅等)进行加工，有选择地保留或去除部分薄膜材料以形成所需的图形。
硅光栅的体硅制作工艺为利用体硅刻蚀法制作光栅的流程，以单晶硅为例制作光栅，我们可以得到闪耀角为54．74。
可以选用高阻单晶硅，硅衬底使用标准化学机械抛光技术，然后双面热氧化生长二氧化硅厚度大约为一百奈米，然后涂一薄层光刻胶，将涂有光刻胶的硅片在灯下透过带有光栅图形的光刻掩模版进行接触曝光，然后是在显影液中使曝光的光刻胶显影，接着在曝光图形上去除保护层，可以使用离子刻蚀或者湿法化学腐蚀。
再去除剩余的光刻胶，在氢氧化钾溶液中进行湿法腐蚀硅，得到v形凹槽，再去除掩蔽层，作为反射光栅还要在 V形凹槽的表面镀上一层增反膜。
硅光栅的表面硅制作工艺加州大学伯克利传感器与执行器研究中心利用表面硅加工技术制作了矩形和闪耀光栅，单晶在KOH的各向异性腐蚀特性结合多晶硅面微机械工艺可以得到54．74的闪耀光栅。
这是利用腐蚀硅得到的槽型作为使用氧化硅沉积多晶硅的模版，再通过传统表面微机械方法得到光栅结构后，将它从硅衬底表面脱离并折叠起来，然后通过集成在同一芯片上的静电驱动器来驱动。
图中所示的闪耀光栅是利用UCB微制造实验室开发的一种新的制作工艺制作的，它包括硅的各向异性腐蚀的前处理和传统的两层结构的多晶硅面微机械工艺。
光栅表面的模型是由在100硅衬底上利用各向异性ＫＯＨ腐蚀的平行Ｖ性凹槽构成的。
光栅周期为2微米。
作为牺牲层的氧化硅沉积在闪耀光栅模型的表面上。
于是在接下来的步骤里0.5微米厚的多晶硅层被沉积在这些凹槽模型的表面，并由此构成光栅的表面。
为了支撑这么薄的光栅再沉积一层2微米厚的多晶硅层。
硅光栅的应用微机械硅光栅可以应用在天文红外光谱测量中。
与传统的刻划金属光栅相比有两大优点：一是与光刻成形加工技术相比，传统的光栅刻划技术更容易制作大周期光栅，这种凹槽周期较大的光栅可以在即使范围较窄的红外波段，也能制作出覆盖连续波长范围的交叉色散光谱仪；二是直接在硅表面制作光栅槽型，由于材料的透过损耗低，那么就有可能作为嵌入式透射阶梯光栅使用。
由于硅的折射率达 3.4，透过介质材料照射光栅，我们可以得到较高光谱分率或在要求的分辨率下制作较小的光栅。
Bristol等人首次将硅光栅应用在远紫外和极紫外，从80nm - 130nm，由于这一波长范围对于小凹槽面的表面缺陷非常敏感，极易产生散射，利用硅晶体结构在腐蚀条件下形成的光滑晶面在一定程度上可以解决该问题。
光栅绝对效率定义为某一射级次光强除以入射光束光强的值。
实验结果表明在天体物理学中重要的90-120nm波段，周期为1微米的光栅绝对效率通常可以达到10％-15％。
以表面氧化层2nm的硅制作成光栅的光滑表面计算得到的反射效率与这一结果相比结果很乐观。
这样光滑的表面在90-120nm波段内预期的反射效率可以达到20％-40％。
MEMS微型可编程光栅微机电系统(Micro—electro—mechanical Systems，MEMS)是指那些采用集成微电子制备工艺技术批量生产的，具有模拟地提供机械，电子功能的多器件系统。
它的一个很重要的特点是，可以采用微机械加工技术在硅片上制作一些可以控制的、可动的微型机械结构。
利用MEMS的这个特性，我们可以在硅片上加工制作一种新型的光栅结构，这种光栅的每个结构单元可以在静电力作用下进行编程控制，这就是MEMS微型可编程光栅。
可编程光栅结构原理MEMS微型可编程光栅结构如图所示，这里的“可编程”含义是指：通过驱动电路的编程控制，光栅的单元结构元素能够按照预期在一定程度内发生变形，使得光栅的栅距、闪耀角等参数发生改变，从而可以对光场光波进行相位控制，使得特定波长的光波空间相位按要求重新分布，产生预期的衍射和干涉能量分布特性。
基于MEMS的微型光谱仪已经成为目前光谱仪研究的重要发展方向，而光栅正是现代光谱分析仪的主要色散器件。
MEMS微型可编程光栅为微型光谱仪的发展开辟了新的道路。
另外，MEMS微型可编程光栅技术还可以作为MEMS光开关在全光网络通信的多频光合成／分离技术、光互连技术以及宇航空间光通信技术等高新技术领域大展宏图。
微型可编程光栅的工艺MEMS表面工艺中的“成型”(Pattern)是通过光刻(Photolithography)技术来实现的。
在成型的过程中，首先将光刻胶均匀地涂抹在硅片上，在将其放置在光刻掩模下进行曝光。
光刻胶是一种光敏聚合物，不同种类的光刻胶，在曝光的时候产生的变化不一样，有的分子间的键合加强，有的则是减弱，。
光刻之后，将硅片浸入化学溶剂里，分子键合变弱的部分被去除，再对硅片进行刻蚀时，没有光刻胶保护的地方会被刻蚀掉，此时光刻胶起到刻蚀掩模的作用，硅片上刻蚀出的图形与光刻掩模上的图形形状相同。
