基于數(shù)字掩模技術(shù)提高微光學(xué)器件分辨率.pdf

1、隨著激光技術(shù)和微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展，微光學(xué)元件特別是衍射微透鏡在光通信、光學(xué)信息處理、超精加工、微光學(xué)傳感器、空間技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)及娛樂消費(fèi)等方面正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。與微光學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的設(shè)計(jì)、制作與應(yīng)用技術(shù)的研究受到越來越多的重視。 如今光學(xué)加工方法已經(jīng)變?yōu)槲⒐鈱W(xué)元件制作方法的主流方法，而光學(xué)加工方法中的灰度掩模法是目前研究最多、最有前途的一種制作方法。針對如何提高微光學(xué)器件的橫向分辨率及目前傳統(tǒng)的灰階掩模存在高頻信息丟失等問題，

2、本文提出了逐層光刻的數(shù)字分形掩模技術(shù)。該方法利用自行研制的DMD(Digital Micro-mirror Device)精縮投影曝光系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)生成的數(shù)字掩模圖形等效成灰度掩模，然后經(jīng)DMD精縮投影成像到涂有光刻膠的玻璃基板上，最后經(jīng)過顯影、刻蝕制作衍射微透鏡。逐層光刻數(shù)字分形掩模技術(shù)可以提高微光學(xué)器件的橫向分辨率，從而增強(qiáng)器件的衍射效率。 基于僅利用DMD控制掩?；译A的精縮投影曝光系統(tǒng)，本文提出了DMD與LCD（Liqui

3、d Crystal Display）組合二次調(diào)制結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)，可使掩模板曝光量的調(diào)制范圍和精細(xì)度大大增加，比原有的256級灰度等級細(xì)分?jǐn)U展5倍以上。因此，該結(jié)構(gòu)可以擴(kuò)展光源的灰階調(diào)制范圍，實(shí)現(xiàn)超精細(xì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)掩模的加工，提高器件的縱向分辨率。 利用DMD精縮投影曝光系統(tǒng)，在涂有光刻膠的硅板上制作了達(dá)曼光柵、龍基光柵、二元光柵。并分別制作了掩模圖未分形與分形后的閃耀光柵與菲涅耳透鏡，通過結(jié)果對比，證明了逐層光刻的數(shù)字分形掩模的優(yōu)