数字掩模投影光刻的极限分辨率研究

研究了一种基于数字微镜器件(DMD)的数字掩模投影光刻(DMPL)技术,以400 nm飞秒激光作为光源,结合高缩放比投影系统,来缩小光刻胶与光子束的反应区域,通过调控不同DMD像素投影光场强度分布,将投影光刻的线宽分辨率推进至亚微米尺度,实现了具有跨尺度加工能力(单次曝光面积在百微米以上,曝光精度在百纳米)的DMPL技术,同时详细对比分析了DMPL中存在的几何和物理光学模型,阐明了像素个数与加工结构尺寸的关系,并进一步基于物理光学模型分析了DMPL中极限分辨率的关键科学问题。

基于粒子群优化算法的光刻机光源掩模投影物镜联合优化方法

全芯片多参数联合优化是光刻分辨率增强技术的重要发展方向。提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法的光源掩模投影物镜联合优化(SMPO)方法。将由像素表征的光源、由离散余弦变换基表征的掩模及由泽尼克系数表征的投影物镜编码为粒子,以图形误差作为评价函数,通过不断迭代更新粒子,实现光源掩模投影物镜联合优化。在标称条件和工艺条件下,采用含有交叉门的复杂掩模图形对所提方法的仿真验证表明,图形误差分别降低了94.2%和93.8%,有效提高了光刻成像质量。与基于遗传算法的SMPO方法相比,该方法具有更快的收敛速度。此外,该方法具有优化自由度高和优化后掩模可制造性强的优点。

光固化3D打印:原理、技术、应用及新进展

简述了目前广泛使用的光固化3D打印技术的发展历史,结合光与聚合物相互作用、光固化机理、各种工艺特点等,介绍了几种常用的光固化3D打印技术。基于所在光固化3D打印设备、打印材料及有关工艺方面的技术成果,介绍了光固化3D打印技术在医学骨科领域、珠宝首饰行业和动漫衍生品制作的应用。述评了近年发展的几种高速光固化3D打印技术,探讨了进一步提高MPSL 3D打印速度需要突破的技术难题。可为高速光固化3D打印技术和设备研发、打印工艺优化等提供参考。

准分子激光精细加工粉末材料的研究

采用波长 2 48nm的krF准分子激光器 ,通过掩模投影直刻方式对铅粉、铝粉以及氧化锌纳米粉的精细加工进行了研究。结果表明 :在同样条件下 ,准分子激光对于氧化锌纳米粉和铅粉、铝粉两种金属粉末的加工机理有所不同。本文初步分析了几种激光加工工艺参数对于加工质量及加工机理的影响。

高精细水凝胶微图案的快速制备及其对细胞行为的诱导

为探索不同尺寸的水凝胶微图案对细胞的诱导调控作用,本文采用飞秒激光无掩模投影光刻技术,将水凝胶前驱体溶液制备成所设计的图案,同时结合大面积拼接,获得了具有大面积、不同尺寸的多边形和多角星微结构。详细研究了微结构的最佳加工条件及其浸润性。带有微结构的基底与成纤维细胞共培养的实验结果表明,微结构的空间限位作用会改变细胞形貌,从而能够对细胞的生长行为进行有效地调控。尤其在小尺寸的多边形和多角星微结构上,细胞核会落入微结构的中心陷窝,细胞骨架则不断铺展分布,并逐渐与微结构形貌趋于一致。该研究证实了微结构图案单元尺寸对诱导细胞行为功能至关重要,将为利用生物相容性水凝胶微结构进行体外细胞研究提供新技术与新方法。

准分子激光投影直刻微加工制作微机械

简要描述了新开发的准分子激光微加工装备的结构特点 .系统地研究了准分子激光直刻高分子聚合物的机制及其与微结构制作精度的关系 .并以PVC微结构原型及其复制件的制作为例 ,讨论了准分子激光投影直刻用于LIGA工艺的可行性 .研究表明准分子激光投影直刻微加工技术可用于制作微机械 .

曲线型微纳拓扑结构的制备及细胞行为调控

生物材料的表面拓扑结构能够显著影响细胞的黏附、增殖、迁移和分化等行为.为有效模拟体内细胞微环境,利用飞秒激光无掩模光学投影光刻技术制备了一系列曲线型拓扑结构.结果表明:细胞在沟槽、折线和三种不同曲率的波浪形拓扑结构上严格按照拓扑结构形貌进行生长、迁移.当波浪形结构曲率过大时,细胞改变原有的迁移方向,产生沿弯曲方向的迁移行为.共聚焦荧光显微图像显示:细胞在折线结构和波浪线结构的拐角区域发生骨架重排,相较于线区域细胞圆度增加.据此提出了细胞在曲线型拓扑结构上的迁移机制.该研究揭示了细胞对曲线型拓扑结构的响应机制,将为体外植入材料的设计提供科学依据.