工件台移动直线性对掩模移动曝光的影响

针对工件台制造和装配过程中产生的移动直线性误差,建立了掩模沿曲线移动时曝光量与曲线和移动距离之间关系的数学模型。通过对实测工件台移动直线性误差规律的分析,确定了近似的移动曲线函数。利用MATLAB进行数值模拟的方法,分别模拟了沿理想直线移动、不同幅值和不同移动距离的曲线移动时,所获得元件的面形,并分析了面形误差的影响因素和"竹节"误差产生的原因。最后得出结论:通过控制移动距离为一倍的掩模图形重复周期,并减小工件台移动直线性误差,对控制元件的面形精度和"竹节"误差最为有利。

基于接近式光刻机的掩模移动曝光对准系统设计

提出了一种用于接近式光刻机的掩模移动曝光CCD图象对准系统,可以实现连续浮雕微光学元件的制作。由一次预对准和一次精对准实现基片的安装定位,先后通过两次预对准和两次精对准实现掩模的两次安装定位。CCD图象对准系统由两支完全相同且相互独立的光路组成,各光路分别照明掩模和基片上的标记后,清晰地呈现在CCD象面上,采集卡将CCD采集到的数据送入计算机,进行算法处理,给出X、Y、θ的偏差,从而调节掩模和基片的相对位置。该方案可以获得优于1μm的对准精度,工作更为方便、易升级为自动对准。

掩模移动曝光系统精密定位工件台研制

为满足掩模移动曝光技术制作微光学元件的要求,研制了接近式曝光系统中使用的x-y二维精密移动工件台。该工件台由x-y二维整体手动工作台子系统、x-y二维掩模精密移动台子系统和承片台子系统组成。利用一个方导轨和两对V形导轨组成的滚动导轨副实现了x向和y向精密移动的导向功能;利用驱动器、电机、光栅、细分卡、单片机构成的闭环控制系统保证了x和y向的运动精度;在气浮的作用下,利用掩模版靠平基片实现了调平功能;利用差动螺旋机构和1∶2杠杆缩小机构实现了间隙的调整功能。经检测,工件台在8 mm的工作行程范围内,沿x,y方向移动的直线性分别达到了4″和3″,两个方向的正交性达到了10″,运动定位精度达到了1.2μm。

基于投影光刻技术的微透镜阵列加工方法

本文提出了一种基于投影光刻技术的微透镜阵列制备方法,成功制备多种口径、面形及表面粗糙度均良好的微透镜阵列。该方法采用0.2倍投影物镜,降低掩模板制造成本,实现不同口径微透镜阵列制备。采用掩模移动滤波技术,在降低掩模制备复杂性的同时,提高了微透镜阵列面形精度。本文对四种不同口径的微透镜阵列进行制备实验,分别为50μm、100μm、300μm、500μm,其表面形貌加工精度达到微米级,表面粗糙度达到纳米级。实验结果表明,该方法在微透镜阵列制造中具有很大的潜力,与传统方法相比,能够实现更低的线宽和更高的表面面形精度。

高衍射效率连续面形分束器的设计与制备

为了解决目前光学分束器件衍射效率低的问题,在传统的Gerchberg-Saxton(GS)算法基础上,对初始相位和迭代算法中的振幅限制方式作改进.先利用二次相位来作为迭代算法的初始相位,再在迭代过程中将输出平面分为信号区和噪音区两部分,保持这两部分的相位不变,信号区内振幅乘上一个随迭代次数不断变化的因子,噪音区内振幅保持不变.通过该方法设计9×9连续面形的分束器件,并与传统GS算法设计的分束器进行了对比,结果表明:GS算法设计得到的分束器相位存在严重的突变和不连续等问题,而本文方法设计得到的分束器相位连续平滑,可利用移动掩模技术加工.最终制备出1×3和1×9分束器,其实测的衍射效率分别为83.5%和89.4%,均匀性误差分别为3.56%和15.23%.

Fabrication of Tailored Bragg Gratings by the Phase Mask Dithering/Moving Technique

The most relevant aspects related to the phase mask dithering/moving method for the fabrication of complex Bragg grating designs are reviewed. Details for experimental implementation of this technique is presented, including theoretical analysis of the calibration functions for the correct dither/displacement. Results from tailored Bragg grating structures fabricated by this method are shown. Apodized Bragg gratings with modeled spatial profiles were implemented, resulting in side mode suppression levels of more than 20 dB in gratings showing transmission filtering level higher than 30 dB. Chirped gratings with the spectral bandwidth up to 4 nm, π-shift and sampled Bragg gratings with equalized peaks equally spaced by 0.8 nm （100 GHz） were also fabricated.