基于數(shù)字掩模技術提高微光學器件分辨率.pdf

1、隨著激光技術和微細加工技術的發(fā)展，微光學元件特別是衍射微透鏡在光通信、光學信息處理、超精加工、微光學傳感器、空間技術、生物醫(yī)學及娛樂消費等方面正獲得越來越廣泛的應用。與微光學領域相關的設計、制作與應用技術的研究受到越來越多的重視。 如今光學加工方法已經(jīng)變?yōu)槲⒐鈱W元件制作方法的主流方法，而光學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。該方法利用自行研制的DMD(Digital Micro-mirror Device)精縮投影曝光系統(tǒng)，將計算機生成的數(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)字分形掩模技術可以提高微光學器件的橫向分辨率，從而增強器件的衍射效率。 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)制結構。通過該結構，可使掩模板曝光量的調(diào)制范圍和精細度大大增加，比原有的256級灰度等級細分擴展5倍以上。因此，該結構可以擴展光源的灰階調(diào)制范圍，實現(xiàn)超精細復雜結構掩模的加工，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，通過結果對比，證明了逐層光刻的數(shù)字分形掩模的優(yōu)