准分子激光刻蚀聚碳酸酯材料研究

准分子激光刻蚀聚合物一般认为是由于聚合物材料吸收光子能量而升温,同时分子链上的 化学键也会因吸收光子能量而断裂。本文在讨论分析了准分子激光烧蚀聚合物机理的基础上,通过对不同能量密度情况下得到的不同烧蚀深度的实验结果进行分析计算,得出聚碳酸酯(PC)材料对波长248nm激光的吸收系数为4.17×104cm-1,能量阈值为49.8 mJ/cm2。     

微透镜阵列显示技术研究

通过对微透镜阵列结构进行深入研究,揭示了微透镜阵列对微图形的放大原理。并在此基础上,找到了微透镜阵列结构参数、微图形结构参数与微图形阵列移动速度、移动方向以及放大倍率之间的关系,利用微透镜阵列实现了对微图形放大、动态、立体的显示。     

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.     

制备人工复眼结构的方法

提出了一种人工复眼结构的制备技术。人工复眼结构是由类似于昆虫复眼的很多小眼组成。这些小眼分布在球冠基底上以能够像昆虫复眼一样实现大视场探测。通过分析不同制备技术的特点及适用范围,研究材料的特性以及不同材料之间的关系,并将各种制作工艺以及材料相融合,发展了一种可用于制备曲面微阵列元件的制备方法。在该方法中,利用微加工技术在平面上制备作为子眼的微透镜列阵结构;然后利用软光刻技术将该微透镜结构进行翻模,获得分布在柔性基底上的凹透镜列阵结构;最后利用浇铸复制技术将柔性基底上的结构转移到球冠基底上,获得所需的人工复眼结构。利用该方法,开展了相关实验,在曲面基底上制备出了包含20 000多个子眼的人工复眼结构。     

连续面形微光学元件的深刻蚀工艺

利用电感耦合等离子(ICP)刻蚀技术,在石英上刻蚀深连续面形微光学元件。分析了影响 深刻蚀工艺的烘焙条件、气体组分、自偏压和刻蚀温度等主要工艺参数,并对影响深刻蚀稳定性、均匀性、刻蚀污染与损伤等因素进行了探讨。通过实验,在石英上制作出深达55微米的浮雕微柱透镜,其面形峰值误差小于3%。     

微透镜列阵浮雕深度控制的新方法

在对材料光刻阈值特性进行研究的基础上,提出了一种可有效克服材料非线性特性影响,提高微透镜浮雕深度的新方法——基底曝光法。在曝光之前,对抗蚀剂整体施加一定量的曝光,提升抗蚀剂刻蚀基面。该方法可制作出面形均方根误差小于3%的微透镜阵列。     

厚胶光刻中曝光光强对光化学反应速率的影响

针对用于厚层光刻的重氮萘醌类正性光刻胶,利用动力学模型,分析了光化学反应速率的影响因素;给出了光化学反应速率明显受光强变化的影响以致互易律失效的原因。对厚度24μm的光刻胶AZP4620在相同曝光量而光强分别为3.2mW/cm2和0.63mW/cm2的条件下进行了数值模拟和实验。当曝光光强为3.2mW/cm2时仅需300s,即可显影完全,而当曝光光强为0.63mW/cm2时需要的时间长达2400s,才显影完全,且面形轮廓差异较大。因此,在厚胶光刻中,当曝光光强较大时应适当减小曝光量,反之,应适当增加曝光量。     

微透镜列阵成像光刻调焦方法

本文分析了离焦量对微透镜列阵成像光刻图形质量的影响,给出了系统离焦量的容差.同时提出了一种结构简单、可应用于微透镜列阵成像光刻系统调焦的新方法.并将基于该调焦方法的实验装置应用于微透镜列阵成像光刻系统,进行了光刻实验.实验表明,利用该方法时微透镜列阵成像光刻系统调焦,可得到接近微透镜列阵极限像质的光刻图形.     

球面投影光刻物镜的设计

针对人工晶体或隐形眼镜的面形上连续浮雕结构加工的特点,本文介绍了基于空间光调制器(DMD)曲面投影光刻物镜系统的设计方法.根据其成像面为曲面的特点,根据光学设计理论多次利用弯向物方的弯月形负透镜结构进行场曲校正,同时运用光的衍射原理优化设计物镜系统的数值孔径以消除DMD投影过程中的栅格效应. 运用ZEMAX工程光学设计软件对系统进行了模拟、优化,并对优化后的结果进行了分析.对于设计实例利用上述设计原则给出了设计结果,工作波长为g线(峰值波长λ=436nm),像面曲率r=22.5mm,视场φ6mm,数值孔径NA=0.1,分辨力为7.8 μm(64Ip/mm)时的光学调制传函值>0.8,畸变<±0.05%.