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相似文献
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1.
本文基于准分子激光曝光系统的特点,对准分子激光束的整形,光束能量分布“均化”,曝光剂量控制,光学材料选取等关键问题,提出了解决的方法。并介绍了一种高均匀性KrF准分子激先曝光系统的研制结果。  相似文献   

2.
准分子激光器在紫外波段发出的高脉冲能量和高平均功率的光束具有极好的稳定性,因此在诸多工业和科学研究领域的应用范围不断扩大。然而,大多数准分子激光器产生的矩形光束必须通过光学系统再整形方能满足激光加工的需要。由于准分子激光器输出光束的形状和强度分布不能用简单的光学系统进行变换,为此德国Lambda Physik公司开发了一种准分子激光束再整形用光学系统以满足各种应用的要求,如平板显示器制造中的硅退火和用光掩模写入的微细加工等。  相似文献   

3.
在高功率激光系统中,激光光束的传输与放大,需要对输出的激光光束整形,包括对激光束几何形状与光强分布的整形,才能有效地控制光束质量,提升激光系统的输出功率。目前,通常的光束空间整形方法是采用针对特定输入光束(如均匀或高斯光束)的切趾光阑(如锯齿、波纹光阑)或结合空间滤波进行光束空间整形,而实际输入的光束并非是这样的理想型光束,所以上述方法在光束的空间整形中存在一定局限性,因此,研究实时、可调的光束空间整形尤为重要。对此,本文提出了对激光束进行实时、可调控的激光束空间整形的新方法,实时产生与入射光束相关的软边切趾光阑,结合空间滤波,获得所需形状的近"平顶"光强分布的近场光束。数值模拟结果表明新方法可以对实际激光系统的光束实现实时、有效的整形。  相似文献   

4.
在非球面透镜组进行激光束整形的技术基础上,设计了应用于TEA CO2激光光束整形的单片非球面镜光束整形系统.基于几何光学原理,利用能量守恒定律和等光程条件进行系统理论模型求解.通过使用龙贝格数值积分和非线性最小二乘法,获得非球面透镜前后两面的矢高.最后,通过光学设计软件ZEMAX进行系统性能优化,并对其可加工性进行了分析.实验结果表明,出射光束的光程差(OPD)为±0.01λ,峰谷值误差为0.0002λ,输出基本为平行光.该方法能有效避免双分离透镜结构系统的筒长过长、不易调节的弊端,使器件结构变得简单,便于加工装调.  相似文献   

5.
设计了一套用于准分子激光低温多晶硅制备的线光束整形系统。系统中设置的光斑转换模块可使原始光束截面横纵倒置;利用扩束模块对原始光束的短轴进行准直,其扩束倍率可限定短轴光束尺寸,以配合短轴光束均匀模块的孔径;采用基于透镜阵列的长轴、短轴光束均匀模块可在提高光斑能量分布均匀性的同时,约束光斑尺寸;系统中设置了投影模块,可将光束投影于工件表面。为了实现系统中光学原件的精密定位,设计并加工了配套的机械调节结构;结合仿真实验,讨论了阵列单元的中心偏差及工作面的偏离对线光斑质量的影响。利用该线光束整形系统对自行研制的大能量准分子激光光源进行整形,实测的系统能量传递效率为33%,工件表面的光斑尺寸约为100mm×0.3mm,平均能量密度为470mJ·cm~(-2),长轴能量分布均匀度为93.95%,满足退火技术的要求。  相似文献   

6.
准分子激光微细加工技术以其较高的精度,较低成本及较快加工速度在微机械加工领域受到了极大的重视.它利用准分子激光波长短、光子能量高、脉宽窄、脉冲功率密度高的特点,其光子能量甚至高于某些材料的化学键而可以实现冷加工,并且波长短,聚焦光点小,所以加工精度高.但这毕竟不是一种成熟的技术,在很多方面还需要进行进一步的研究. 由于掩模投影成像法的加工为并行加工,加工速度快,加工精度高,可一次成形,为了能够控制加工的精度,必须要求激光光束均匀一致.而由于各种材料都有一定的刻蚀阈值,如果能量利用率过低,就会使准分子激光加工的范围变小.光束辐照强度分布均匀性与光能利用率,这是在光路调整中需要考虑的最为重要的两点. 采用均束器后,准分子激光光束的发散角对均束效果有较大的影响.而真正的光路调整需要综合考虑均束效果、能量利用率.由于光束经过均束器后发散角变大,必须采用场镜压缩发散角.由于准分子激光光束尤其是经过了复眼均束器后的准分子激光束已经远离纯几何光线或高斯光束的传播规律,场镜的尺寸选择不能依据传统的几何光学算法.我们按照发散角原则来对场镜参数进行计算,结合实验测量,最终得到了比较好的结果.(PE7)  相似文献   

7.
张威  梁勖  陶汝华  方晓东 《红外与激光工程》2016,45(1):105001-0105001(6)
248 nm的KrF准分子激光器在光刻、科研等领域有重要的应用。研制了一台用于刻写光纤布拉格光栅的准分子激光器,设计并完善激光器的机械结构,分析了激光器的均匀放电、预电离等关键技术。通过研究充电电压、工作气体配比和总的工作气体压力对输出激光能量和效率的影响,优化激光器的性能;并对光斑均匀性、光束发散角和能量稳定性进行了测试和计算。该准分子激光器的重复频率为1~50 Hz,最高输出效率达2.0%,单脉冲输出能量最高达360 mJ,当工作电压不低于24 kV时,激光输出能量不稳定度小于1.8%。用该激光器作为光源采用静态相位掩模法在光纤内刻写布拉格光栅,并对刻写结果进行分析和讨论。  相似文献   

8.
为提高屈光手术中准分子激光的能量利用率和光斑均匀性,设计了一套由双排透镜阵列和会聚透镜组成的准分子激光光束整形与匀光系统。借助近轴光学计算发现,通过调节双排透镜阵列的间距可以改变聚焦光斑的尺寸,通过调节透镜阵列与会聚透镜之间的距离可以改变光学系统的整体长度而不影响聚焦光斑的形态。利用光线追迹方法对该系统进行了模拟分析,在会聚透镜像方焦平面上获得了呈均匀分布的方形聚焦光斑,并给出了聚焦光斑尺寸随双排阵列透镜间距的变化过程。分析了接收面离焦对光斑尺寸和能量分布产生的影响,指出所设计的光束整形与匀光系统可以满足准分子激光屈光手术对激光光斑质量的要求。  相似文献   

9.
在以准分子激光为光源的步进扫描投影光刻机中,为了精确控制曝光剂量,需要用能量探测器实时、精确地监测单个激光脉冲的能量。研制了一种主要由聚光镜、积分棒、特殊晶体、滤光片、光电探测器和信号处理电路组成的准分子激光脉冲能量探测器;提出采用二阶有源低通滤波电路对窄脉冲信号进行整形处理以降低后续信号处理的难度;搭建测试装置对所研制的能量探测器进行了性能测试。测试结果表明,能量探测器输出的脉冲信号时间参数的实测值与设计值的相对误差约为3%,且其响应时间满足4 k Hz高重频的应用要求;采用双光束比对法消除准分子激光单个脉冲能量波动对测试结果的影响,得到能量探测器的测量重复性为0.26%,在入射光束脉冲能量为0.1~1μJ的动态范围内具有良好线性,其线性拟合方程为V=0.59841E-0.01508,相应的线性相关系数R2=99.976%。测试结果证明二阶有源低通滤波电路可以实现窄脉冲信号整形;设计的能量探测器具有良好的重复性和线性,可用于光刻机中高重频准分子激光单个脉冲能量的精确测量。  相似文献   

10.
一种改善准分子激光光束均匀性的新型均匀器   总被引:3,自引:0,他引:3  
准分子激光作为当前光刻装置的主要光源,要求其输出激光光束强度分布尽量均匀。为了改善其光束强度分布的均匀性,介绍了一种新型梯形棱镜式准分子激光光束均匀器。从理论上分析了其工作原理及设计加工要求,计算了最佳均匀截面位置,并与普通棱镜均匀器进行了比较。实验中根据经梯形棱镜折射后光束能量在中间较强光束的本底基础上进行三分互补叠加的原理,实现了其与普通棱镜均匀器在二维方向上的组合使用;通过调节均匀器与接收屏之间的距离并同时记录每一位置处光束光斑的能量分布改善情况,确定了最佳均匀截面位置并与理论计算相吻合。利用其改善准分子激光器输出光束强度的分布,起伏优于4%,其均匀效果优于普通棱镜均匀器。  相似文献   

11.
大功率LD阵列光束整形技术研究   总被引:4,自引:5,他引:4  
提出一种新的大功率LD阵列的光束整形方案,首先使预准直的光束在快轴方向分层,然后使其在慢轴方向重新排列,最终在输出端得到高亮度的矩形光斑。详细讨论了方案的工作原理和设计方法,利用几何光学方法计算了输出光斑的尺寸,并用光参数积(BPP)对整形后光束质量作了评估。数值计算结果表明,该整形方法明显改善了大功率LD阵列的光束质量。  相似文献   

12.
This paper concerns 18-40 GHz 1times 16 beam shaping and 1times 8 beam steering phased antenna arrays (PAAs) realized on a single low-cost printed circuit board substrate. The system consists of a wideband power divider with amplitude taper for sidelobe suppression, wideband microstrip-to-slotline transition, a low-cost true time piezoelectric transducer (PET)-controlled phase shifter, and wideband Fermi antennas with corrugations along the sides. A coplanar stripline is used under a PET-controlled phase shifter, which can generate 50% more phase shift compared to the perturbation on microstrip lines previously published. The systems are fabricated using electro-fine-forming microfabrication technology. Measured return loss is better than 10 dB from 18 to 40 GHz for both the beam-shaping and beam-steering PAAs. The beam-shaping PAA has a 12deg 3-dB beamwidth broadening range. The sidelobe ratios (SLRs) are 27, 23, and 20 dB at 20, 30, and 40 GHz, respectively, without perturbation. The SLRs are 20, 16, and 15 dB at 20, 30, and 40 GHz with maximum perturbation. The beam-steering PAA has a 36deg (-17deg to +19deg ) beam-scanning range measured at 30 GHz.  相似文献   

13.
Dielectric-lens antennas are effective at producing highly shaped beams that can enhance the performance of wireless broadband communication systems. Beam shaping is used to reduce multipath interference, which causes fading and decay spread, and to enhance gain, so that the received power level is compatible with the requirements of high-data-rate transmission. This paper presents an overview of the design and measured performance of some examples of dielectric lenses that can be used in typical scenarios of wireless broadband communication systems. The paper also addresses the radio coverage produced by these antennas. The lenses are based on a single basic configuration where the feed is embedded in the lens body. This antenna configuration is flexible enough to accommodate different target beam-shaping specifications  相似文献   

14.
卫星阵馈反射面多波束天线赋形波束的性能分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
该文主要对赋形波束的性能与波束宽度和波束间隔间的关系进行了一般性的研究.首先提出4个能够描述赋形波束性能好坏的性能指标.然后给出波束赋形问题的数学模型,这个模型建立了赋形波束的性能指标与波束宽度和波束间隔间的关系.接着应用泛函分析理论推导了波束赋形问题的一般解,同时通过对这个一般解的讨论,从信号与系统的角度阐明了波束赋形的机理.最后通过一个实际的例子分析了波束赋形的两个参数波束宽度和波束间隔与性能指标之间的变化关系,并提出了选择最佳波束宽度和波束间隔的简易方法.  相似文献   

15.
介绍了多晶硅薄膜较非晶硅薄膜在平板显示领域的优势以及准分子激光晶化制备多晶硅膜的结晶过程。介绍了透镜阵列实现匀光的原理。阐述了典型的准分子激光退火线型光束整形系统的扩束、匀光、投影等结构。并介绍了连续横向固化技术在准分子激光制备低温多晶硅领域的应用。讨论了准分子激光退火光学系统的发展现状,指出了其在平板显示行业的重要意义。  相似文献   

16.
刘勋  陈涛  左铁钏 《中国激光》2008,35(s1):125-128
设计了一种应用于KrF准分子激光波面整形的二元光学元件(BOE),实现了将波面整形变换为巴特沃斯(Butternorth)分布。采用盖师贝格-撒克斯通(Gerchberg-Saxton,GS)算法实现优化设计,使用MATLAB软件模拟入射和出射光场。通过对比迭代次数分别为10、100和1000次的模拟结果,研究盖师贝格-撒克斯通算法中迭代次数对整形效果的影响。模拟出迭代次数为106次的整形结果,并且得到二元光学元件的相位分布。模拟结果表明,出射光场呈巴特沃斯分布,实现了波面整形,矩形光斑能量占总能量的75.62%,能量的利用率较高,其均匀性的均方根(RMS)误差为0.1394%。  相似文献   

17.
设计了一种衍折射光学元件用于多模光束的整形和聚焦。元件的内环部分由衍射光学元件组成以对高斯基模整形,外环部分由折射透镜组成以对高阶模部分进行聚焦。用此元件在预定输出平面获得了较小聚焦光斑的结果。  相似文献   

18.
An efficient measure is taken to rearrange Nakano's kernels of integral equationsfor an antenna system composed of arbitrarily bent wires.By means of the moment method,great efforts are made to analyze and compute the circularly polarized patterns,directivity,axialratio,front-to-back ratio and beam-shaping characteristics of resonant quadrifilar helical antennasas well as the feeding technique and the effect of an electrically large conducting body on theperformance of the antennas.  相似文献   

19.
变发散角半导体激光器光束整形发射系统设计   总被引:2,自引:1,他引:1  
变发散角半导体激光束具有重要的应用意义.根据光线传输的基本原理,从理论上推导了变发散角半导体激光器光束整形发射系统的设计公式,在推导过程中,为了更准确地设计系统,保证出射光束质量,需考虑半导体激光器的固有像散.讨论了最佳的系统结构形式,推导了半导体激光器光束整形的变发散角公式,根据该公式设计了一个变发散角半导体激光器光...  相似文献   

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