线光栅扫描实现衍射图形的矢量化直写

在双光束激光直写系统中,衍射光变图像的光刻是逐像素点进行的.本文提出在该系统中采用狭缝获得光栅线来进行衍射图形的直写,利用一种改进的矢量文件格式,使平台沿着垂直光栅线的方向运动,获得连续的多光点同时直写,直写后的衍射光栅线是连续的,系统的运行效率是逐点光刻的几十倍.编写了与DXF文件的接口直写控制程序,给出了实验结果.     

一步激光直写制作透射式相位光栅

利用一步激光直写灰阶光刻方法制作了具有连续浮雕结构的透射式相位光栅.原子力显微镜测量结果表明制作的透射式相位光栅具有连续外形轮廓、理想的周期和深度.飞秒激光实验系统测量的光栅的衍射效率结果表明:最大衍射角效率为66.8%、零级能量仅为入射光能量的3.3%,这在光限幅中有重要应用价值.     

双、单光束互换光学头方光斑激光直写系统设计

设计了一种具有方形光斑的新型激光直写系统，用双远心投影透镜组获得方形光斑并以逐点光刻模式运行，改善了衍射图形光刻质量，提高了系统运行效率。该系统具有双、单光束互换功能，双光束干涉用于衍射光变图像的直写，单光束进行二元衍射元件的光刻，实现了不同特性的衍射器件输出，从而解决了在同一幅光刻胶干板上同时进行具有微米量级干涉条纹的衍射光变图像和二元相位图形的直写问题。双光束干涉调制的衍射图像分辨率达到2540dpi，方光束点尺寸为5～20μm。给出了光变衍射图像和两台阶二元相位编码图形的制作结果。     

1×11亚波长结构Dammann光栅的研制

论文基于严格耦合波理论（Rigorous Coupled-Wave Analysis,RCWA）,并采用遗传算法进行优化,设计并制作了一种具有高衍射效率的亚波长结构Dammann 光栅。光栅的分束比为111,最小特征尺寸为0.95 m,衍射效率设计值达到95%,优于传统Dammann 光栅约15%,且均匀性设计值小于2%。论文采用电子束光刻直写技术和反应离子刻蚀技术在石英基底上制作出亚波长结构图形。实验结果表明,电子束扫描曝光可以获得纳米级的图形分辨率。对石英基底的反应离子刻蚀中,射频功率、工作气压及气体流量均对刻蚀速率和栅线的表面形貌产生不同程度的影响,论文主要针对该问题进行了讨论。同时,论文也对电子束光刻直写过程中产生的线宽误差因素进行了分析。     

极坐标激光直写技术制作微结构

简述了极坐标激光直写技术原理,并利用该技术研究了在铬板、光刻胶版表面制作微 结构的工艺,制作了光栅、非涅耳透镜、曲面衍射透镜、平面连续微结构衍射透镜掩模以及基于MEMS技术的微型太阳敏感器光学掩模。     

100mm×100mm镀金反射光栅的制作与测量

衍射光栅在各行各业有着广泛的应用,这就要求光栅必须具有良好的质量。在制作大尺寸光栅的各种方法中,激光直写技术具有明显优势,采用并行激光直写技术制作出了尺寸为100mm×100mm、线数为1780line/mm的正弦形光栅。首先对光栅进行理论分析,找出正弦形光栅在效率最高时的槽深;然后用激光直写技术制作光栅,最后在光栅表面镀上一层金膜。测量了光栅的衍射效率,并预估光栅的均匀性。结果表明:光栅的衍射效率约为90%,与理论值接近,而且分布很均匀,证明了并行激光直写技术制作高质量、大尺寸光栅的可行性。     

用灰阶编码掩模进行邻近效应校正的实验研究

利用灰阶编码掩模实现光学邻近效应精细校正是改善光刻图形质量的有效方法,设计并利用电子束直写系统加工了实现邻近效应校正的灰阶编码掩模,首次在投影光刻系统上用这一方法实现了光学邻近效应校正,获得了满意的实验结果,在可加工０．７微米的Ｉ线曝光装置上获得了经邻近效应校正的０．５微米光刻线条。     

离焦激光直写光刻工艺研究

采用理论计算和光线追迹分析了激光直写光刻中离焦对写入焦斑光场分布的影响;使用四轴激光直写设备开展了离焦激光直写光刻工艺实验,实验和理论计算及光线追迹的结果吻合得很好。利用离焦激光直写光刻方法制作了光栅和分划版,测得实验结果达到工艺要求。     

亚微米并行激光直写系统的建模及仿真研究

提出了一种基于强度调制型空间光调制器（SLM）的并行激光直写系统，建立了该系统的数学模型，并以闪耀光栅的制作为例，给出了该并行激光直写系统的仿真分析结果。研究表明，该系统可实现的最小特征尺寸达到亚μm级，采用逐个图形进行曝光的方式使其具有内在的并行特性，可大大提高激光直写的速度；该系统所制作的二元光学器件类似连续轮廓器件，理论上可达到80%以上的衍射效率。     

飞秒激光直写金属反射光栅的实验研究

提出了利用800 nm的飞秒激光在Ni金属表面直写反射型衍射光栅的新方法.研究了激光刻写速度、激光功率以及光栅周期等实验参数与直写出的反射光栅衍射效率的关系.在现有实验条件下,由50 fS激光脉冲单光束直写获得的Ni质金属反射光栅的一级衍射效率η为7.47%.