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激光直写光刻技术研究

激光直写是衍射光学元件的一种先进制作技术,国内激光直写制作技术的水平远没有达到实际应用的要求。本文开展了直角坐标和极坐标激光直写光刻理论与工艺研究,激光直写制作的衍射光学元件已得到了实际应用,为进一步发展激光直写光刻技术奠定理论与实验基础。本文完善了激光直写光刻理论,分析了直写曝光中胶层内光场的分布,探讨了最佳曝光量的选择方案,利用ZEMAX软件进行光线追迹的结果和理论模拟十分相近,实验结果验证了理论模型的正确性,该理论模型对激光直写光刻技术研究具有重要指导意义。本文完成了直角坐标激光直写光刻技术研究,开展了离焦激光直写光刻的工艺研究,制作了光栅和网格分划板,线宽误差控制在10%以内。首次使用激光直写光刻方法制作了200mm×200mm金属网栅结构,制作精度很高,金属网栅的光电性能指标接近于理论设计值。本文在极坐标激光直写光刻技术研究中,解决了极坐标特有的关键技术,制作了同心环分划板,定位精度和线宽达到了设计要求。开展了球面激光  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

曲面激光直写系统与关键技术研究

在曲面上进行微光刻是当前制作微器件的发展方向之一,曲面激光直写则是曲面微器件,特别是微光学器件制作的一个重要发展方向。相比平面激光直写,曲面激光直写由于曲面基片可变倾斜角的引入,使得在其上的光刻曝光困难许多。目前,和曲面激光直写相关的技术、工艺、设备尚处于起步阶段。本论文搭建了一套新型的曲面激光直写系统。.该系统通过创新的光刻头恒姿态结构,实现曲面基片上光焦点的检测、控制与曝光。此外,论文对基于曲面的光刻理论、基于曲面的焦点检测,和基于曲面的焦点控制分别进行了研究。论文对曲面基片上光刻胶胶层内光场的传输、曝光,以及工艺参数在曲面基片情况下对微结构线条的影响等内容进行了研究。论文首先建立了曲面基片上光刻胶胶层内光场传输与分布模型,之后分析了曲面各种不同的扫描曝光方式,并建立了曲面下的Dill曝光模型,以及不同扫描曝光方式下光刻胶胶层内的曝光模型。在此基础上,论文分别建立了曲面不同扫描曝光方式下的线宽模型,并分析了不同扫描曝光方式下...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

极坐标激光直写若干控制关键技术理论研究

衍射光学元件是航天、航空、国防和通信等领域的关键器件之一,随着科学技术的进步,对衍射光学元件的功能和加工精度提出了越来越高的要求,特别是对具有微细结构衍射元件的需求日益迫切。激光直写技术由于无需掩模、加工精度高等优点成为目前衍射光学元件加工的关键技术之一,其中极坐标激光直写是加工圆对称衍射光学元件的主要手段,但该技术存在接头闭合质量低、线宽稳定性差以及加工线条中心的径向漂移等问题,制约了圆对称衍射光学元件加工精度的提高。课题“极坐标激光直写若干控制关键技术研究”的目的是在现有极坐标激光直写技术的基础上,探讨研究一种提高线条制作质量的控制技术,着重通过径向位置补偿消除径向漂移原理误差,通过增加对接区域有效过渡长度减小定位误差对接头质量的影响,通过弱化曝光量误差和曝光阈值误差对线条宽度的影响提高制作线条的稳定性。本课题的研究为解决目前极坐标激光直写过程中的线条对接质量和线宽稳定性提供了一种有效的技术途径,为提高衍射元件的性能、拓宽其...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

曲面激光直写中若干关键技术研究

本课题搭建了一套新型兼顾直角坐标与极坐标的激光直写系统,该系统与以往的常规直写系统不同,通过创新的恒姿态结构,以光刻光路与闭环检测光路设计成分立体系,将整个光学准直聚焦系统和焦点检测的闭环反馈光路系统同时构建于一个高精度的一维平动导轨上,在进行直写光刻的过程中光刻光路和检测光路始终保持联动,该恒姿态系统可以有效的克服以往传统激光直写系统的焦点定位不准、光刻光路和检测光路出现偏差所导致的光刻线条移位等缺点。同时直接利用计算机对曝光光强和时间进行数字化控制,克服以往声光调制的同步性不高和实时性不好等不足。平面激光直写技术已经发展到比较成熟,而曲面光刻,尤其是曲面激光直写技术的研究与工艺开发还处于刚起步阶段。和平面衍射光学元件(DOE)、平面微光机电系统(MOMES)相比,曲面DOE、曲面MOMES有更多的设计自由度,更好的光学性能表现和更出色的微结构特性,但曲面DOE、曲面MOMES的制作却相对来说要困难得多。本课题在设计并搭建了一...  (本文共197页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国计量学院
中国计量学院

太赫兹波超材料激光诱导化学镀制备技术研究

超材料是由亚波长结构单元周期性排列组合成的人工复合材料。通过改变共振单元的结构形状或尺寸可以灵活地改变材料对电磁波的响应,实现如吸波器、滤波器、传感器和偏振器等各种功能器件。随着微加工技术的蓬勃发展,使太赫兹波段的超材料成为可能。太赫兹波超材料的制作通常采用传统光刻的方法,但是该方法流程复杂,而激光诱导化学镀作为一种新型加工工艺以其简便、灵活和低成本的优点逐渐受到研究者的青睐。本文主要研究了太赫兹波超材料的制备技术激光诱导化学镀。实现了双层金属结构的超材料制作,并分别制备了单层类电磁诱导透明谐振器和双层金属线栅偏振器。经太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)测试证明该方法简便有效。本文主要研究工作如下:(1)研究了一种太赫兹波超材料的制备技术—激光诱导化学镀。首先利用激光曝光在涂覆有Ag NO3胶体的聚合物材料表面图形化沉积金属银,然后进行化学镀实现铜镀层的沉积。主要工作包括表面处理、激光直写和化学镀铜等工艺研究,重点介绍了激光直...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

影响直角坐标激光直写曝光质量的若干关键技术研究

激光直写技术无需掩模、加工灵活,可制作出边缘平滑的复杂特征结构,是制作衍射微结构光学元件的重要技术手段之一。随着科学技术的发展,对微结构光学元件的大口径和精细化的需求日益迫切,这就要求更高的激光直写精度。曝光是激光直写技术的重要工序,对加工精度起着决定性的作用,但目前还存在三个与此工序相关且不够完善需要解决的问题:曝光模型不够准确、邻近效应校正方法不够完善和定位精度不高,这些因素不利于激光直写技术的实验研究和加工质量的提高。课题“影响直角坐标激光直写曝光质量的若干关键技术研究”的目的是对影响直角坐标激光直写曝光质量的上述三个关键问题进行研究,在深入分析直写曝光过程的基础上,建立与实际工况相符的直角坐标激光直写动态曝光模型,完善邻近效应校正方法,以及探讨降低宏微系统定位噪声的方法,为高加工精度的激光直写机的研制提供理论依据和技术基础。本课题的研究可为大口径、复杂结构衍射微光学元件的加工提供可靠的模型和技术。本文为了更加精确地预测直...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>