二元光学元件制作误差的振幅矢量分析法

本文用振幅矢量法分析二元光学元件的制作误差对衍射效率的影响,以四位相台阶光栅为例导出了衍射效率与对位误差、刻蚀深度误差的解析式并进行了讨论。整个处理方法对2n位相台阶的二元光学元件具有普遍意义。     

光刻胶在二元光学元件制作工艺中的行为研究

采用大规模集成电路的多次掩模光刻和刻蚀技术制作二元光学元件阵列是较为传统和实用的制作方法,其工艺过程主要包括:利用光刻技术将设计的掩模版图形转印到有光刻胶的衬底表面;利用刻蚀技术将光刻胶的图形转移到衬底表面,形成所需的表面浮雕结构.在工艺中,光刻胶的行为和特性对衬底的最终图形有着极为重要的作用.光刻和刻蚀两道工序都要求实际图形与掩模版的图形达到很高的一致性,这样才能实现元件被高保真地制作到衬底上.在整个工艺过程中,由于不同光刻胶在甩胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀或腐蚀等工艺中表现不同的行为特性:附着性、均匀性、边缘效应、分辨率、感光度、高温形变、耐刻蚀性等等,使得所制作的器件性能有较大的区别.本文详细研究了不同光刻胶在不同工艺过程中的行为.在二元光学元件的制作中,通过选用不同的光刻胶:在第一次光刻刻蚀台阶较深时,选择粘度系数较大,高感光度,耐刻蚀的厚胶;在套刻中,刻蚀台阶较浅时,选用高分辨率、高陡直度、耐高温的薄胶,最终制作出了性能良好的二元光学元件.(OD2)     

二元光学元件制作过程中的线宽误差

基于标量衍射理论,首先５得出线宽增加情况下４阶二元光学元件衍射效率的解析式;并以４阶、８阶二元光学元件为例,进行计算机模拟并系统分析红宽增加和线宽减小两种情况下,线宽误差对二元光学元件衍射效率的影响。指出线宽误差对二元光学元件衍射效率影响较大。模拟计算结果对二元光学元件的制作提供重要的理论指导。     

激光直写制作二元光学元件掩模研究

介绍了激光直写技术制作二元光学元件铬版掩模的原理,分析了影响铬版上铬膜氧化程度的因素,研究了铬版上 刻写掩模图案时激光能量与刻写半径之间的关系,总结了利用激光直写方法刻写二元光学元件铬版掩模过程中激光能量的 形成方法。     

4阶二元光学元件制作误差的解析分析

根据标量衍射理论,提出了4阶二元光学元件制作误差对衍射效率影响的解析表达式,对此解析公式展开了讨论,并与计算机模拟结果进行了比较,两者吻合得很好,且与实验结果基本符合。     

用二元光学技术制作的多通道频谱分析元件

介绍了两种二元光学组合元件：一种是两个线型波带板的组合,其效果相当于两个柱面透镜的组合;另一种是一个线型波带板和一个圆型波带板的组合,效果相当于一个凸透镜和一个柱面透镜的组合。这两种元件在x方向的焦距均为y方向焦距的两倍,如果把物放在此二种元件前fx焦平面处,则在元件后fx焦平面上,x方向可以产生傅里叶频谱,y方向可以产生等大倒像,从而具有多通道频谱分析的功能。给出了制作这两种元件的原理、方法、参数和相应的实验结果。     

二元光学元件的制作及其误差分析

详细介绍了二元光学元件制作的光刻技术和一些新的制作工艺,包括薄膜沉积法、激光束或电子束直接写入法和准分子激光加工法．针对用于ＣＯ２激光器模式优化的二元光学反射镜,分析了元件制作误差,包括掩模对准误差、台阶刻蚀深度误差和台阶刻蚀宽度误差对谐振腔振荡模式的影响．     

二元光学

介绍了二元光学的基本原理、优化设计方法、加工工艺、复制工艺以及一些应用实例,最后就二元光学的应用前景做了初步探讨。     

液晶技术实现计算机光学元件

基于计算机光学元件（Computer Optical Elements-COE）又名二元光学元件（Binary Optical Elements-BOE）的设计的研究,以及对传统材料和加工方法缺点的认识,根据液晶作为相位改变器的原理,利用液晶器件替代传统的二元光学器件,实现相同的衍射分布,更进一步促进了计算机光学器件的小型化、集成化.     

二元光学工艺参数计算

从光学设计软件ZEMAX的二元光学面位相方程出发,理论分析和推导了二元光学的工艺参数,并用计算机模拟出二元光学面的面形,编制了适用于ZEMAX的二元光学工艺参数计算程序,为光学设计和加工提供了参考.     

激光淬火中二元光学光束整形器的设计

从激光淬火中激光辐照下工件表面各点散热的非均匀性出发，提出将人射激光高斯波面变换为与散热非均匀性相匹配的二次抛物型波面的原理，并据此设计了二元光学波面整形器。改进了Y-G算法，计算出实现这种变换的整形器的位相函数。计算结果表明：其衍射效率为98．61％，最大相对偏差为0．18％。     

相干光学系统的计算机模拟

在衍射理论基础上.通过对衍射公式以及光波通过透镜后所引起的相位变化的讨论.提出了利用FFT模拟光学系统的计算机算法.并给出了模拟结果.     

二元光学及其展望

本文论述了二元光学的进展;理论,元件的设计与制备;二元光学元件的种类与应用。提出了我国近期发展二元光学的展望与建议。     

对准误差对二元光学器件衍射效率的影响

本文基于标量衍射理论，建立了简明的对准误差对二元光学器件衍射效率的分析模型，得到了适用于一般位相分布器件的衍射效率的简便实用的计算公式。模拟计算表明该模型的计算结果与实际对准误差对器件衍射效率的影响情况相吻合。     

二元光学法在微透镜制作中的应用

对二元光学的产生和发展作了介绍,并阐述了二元光学元件之一的微透镜(microlenses)的设计、制作和测试方法以及它们的主要应用。微透镜的设计是基于已成熟的标量衍射理论;而其制作过程包括:计算机设计波面相位、产生掩模版、光刻或离子(束)蚀刻以及复制产生微透镜,其关键技术蚀刻方法有等离子蚀刻技术和反应离子蚀刻RIE(Reactive Ion Etching)技术;微透镜的测试主要包括衍射效率(diffractive efficiency)和点扩散函数(PSF)的测试,有直接法和间接法两种测试方法。微透镜可以微型化与阵列化,并且可以同微电子器件一起集成化,具有广泛的应用前景。     

基于BPM算法的相干光学系统计算机模拟

BPM（Beam－PropagationMethod）是标量亥姆霍兹方程的迭代解法，用它可计算光振福在光纤或波导中的分布。本文介绍了用BPM计算厚透镜的算法，并介绍了相于光学系统的计算机模拟算法，这对于相干光学系统的设计有着重要的意义．