用于衍射光栅刻划的超精密金刚石刻刀的研制

为了解决衍射光栅的表面精度,提高衍射效率,分析了衍射光栅刻划中金刚石刻划刀的定向与耐用度的关系,围绕光栅刻划刀磨制过程中如何解决振动这一关键问题,从工艺方面进行了探讨。通过确立金刚石刻划刀的定向,并在研磨过程中加以实施,使刻划刀的耐用度和寿命得到了提高。采取有效抑制导致刻划刀磨制环节中振动因素等手段,使刻划刀几个面和刀刃的粗糙度降低到0.006,刻制出的光栅衍射效率约提高了15%~20%。     

精密定位中激光衍射信号的数值仿真

针对采用二维黑白光栅衍射的精密定位系统，对其衍射信号进行了分析和建模，并采用Gauss积分法对模型进行了仿真和实验验证，结果表明，经双光栅衍射后的摩尔信号变化具有稳定的周期性，其中零次摩尔信号在各级衍射光中光强最强，非常适合用于高精密定位。     

光栅小角度变化引起的衍射光定位的变化及实验

本文通过对特定光栅作近似计算,推导出了光栅在小角度变化时,入射角和衍射角的改变量之间的对应关系,讨论了其实验的可行性和重要性.     

精密定位中激光衍射信号的数值仿真

针对采用二维黑白光栅衍射的精密定位系统,对其衍射信号进行了分析和建模,并采用Gauss积分法对模型进行了仿真和实验验证,结果表明,经双光栅衍射后的摩尔信号变化具有稳定的周期性,其中零次摩尔信号在各级衍射光中光强最强,非常适合用于高精密定位。     

基于反射光栅的超精密定位系统研究

应用光学理论研究了一种μm级位移分辨率的反射型双级光栅测量系统,建立了反射莫尔信号与对应位移的数学模型,通过计算机仿真分析了反射莫尔信号的位移特性,进而设计了一套基于反射光栅的精密定位系统。系统取反射的0次激光莫尔信号为控制信号,由微机控制实现高精度位置检测及超精密自动定位;采用的修正莫尔技术,极大地提高了位置检测信号的灵敏度及定位精度;通过粗定位和精定位相结合的两段式复合定位,实现高速高精度定位。实验结果表明,基于反射光栅的精密定位系统可获得±10nm的定位精度。     

闪耀光栅的衍射特性研究

为了系统研究闪耀光栅的衍射特性,分析光栅结构参量对其衍射效率的影响,采用严格的耦合波分析方法,得到了闪耀光栅的槽顶角、闪耀角等结构参量以及波长与衍射效率的关系。结果表明,随着槽顶角的增大,闪耀角向减少的方向移动,衍射效率则向降低的方向移动;槽顶角一定时,随着光波长的增大,衍射效率降低,同时闪耀角向增大的方向移动;同时分析了闪耀光栅的偏振现象。分析结果可为闪耀光栅的设计提供参考依据。     

反射式超精密定位智能控制系统的研究

设计了一种基于反射激光莫尔信号的超精密定位装置,系统取反射的0次激光莫尔信号为控制信号,可实现高精度位置检测及超精密自动定位。针对反射式精密定位系统存在非线性,采用基于模糊神经网络的精密定位PID控制方法,利用模糊控制的模糊推理能力与神经网络的自学习能力,将模糊控制与RBF神经网络相结合在线（online）调整HD控制...     

超精密定位技术的现状及展望

几年前,将质量100kg以下的物体移动1m的距离,就可容易地以几nm的精度对目标进行定位,这样的超精密定位技术实际上已应用于制造半导体的器件和非球面透镜的超精加工工作仪器等.而且,据目前有些研究报告公布,能以0.1nm的分辨率实施定位.据测,位移传感器的精度亦将获得与之相同的定位精度.本文将概括介绍如何获得上述精度,并就今后的超精密定位技术作以展望.     

基于等效叠栅的反射式光刻对准模型研究

针对接近接触式光刻技术的特点,提出了一种实用的反射式光刻对准方案。方案采用差动叠栅条纹对准技术,以叠栅条纹相位作为对准信号的载体。在掩模和硅片上分别设计两组位置相反、周期接近的光栅对准标记。电荷耦合器件(CCD)成像系统接收叠栅条纹图像,采用傅里叶变换提取叠栅条纹相位,得到掩模与硅片的相对位置关系。设计的标记可同时探测横纵方向的对准偏差。给出了合理的光路设计方案,详细分析了整个系统对准的内在机制,建立了可行的数学模型。研究表明,当对准偏差小于1pixel时,最大误差低于0.002pixel。与透射式光路对比,该方案更具有实用性,满足实际对准的要求。     

光刻对准中掩模光栅标记成像标定方法

双光栅叠栅条纹对准方法具有精度高、可靠性强等特点,适用于接近接触式光刻。为了实现高精度测量,实际应用中要求掩模光栅标记与硅片光栅标记高度平行。掩模光栅标记在CCD中成像通常存在一定的倾斜角。由此,在已提出的相位斜率倾斜条纹标定方法上,提出了一种改进方法。该方法充分利用掩模光栅45°和135°两个方向的相位信息标定CCD的成像位置,以实现掩模光栅条纹的标定。对比两种方法分析表明,改进后的方法具有倾角测量范围大、抗噪性强、精度高等优点,理论极限精度优于0.001°量级。     

一种数字光栅无掩模光刻对准方法

针对数字微反射镜装置(DMD)无掩模光刻系统,提出并研究了一种数字光栅无掩模光刻对准方法,将硅片的微位移放大显示在数字光栅与硅片物理光栅叠加产生的叠栅条纹中。建立了基于DMD的数字光栅无掩模光刻对准模型,设计了对准标记以及具体的实现方案,并对模型进行了数值仿真和初步的实验验证。结果表明,采用频率可变、图像干净、具有良好周期性结构的数字光栅代替传统的真实掩模光栅,真正实现了零掩模成本;并且采用变频率数字光栅可以扩大测量范围,减小位移测量误差。最终可以实现深亚微米的对准精度,满足目前无掩模光刻对准精度的要求。     

干涉空间相位光刻对准方法研究

介绍了一种适合高分辨力接近/接触式光刻的新型纳米级光刻对准方法。简要阐述了该对准方法的基本原理,探讨了应用该对准方法的光学结构设计,提出了照明光路与干涉条纹捕获光路的垂直设计,采用单色非曝光光源远心照明方式并外加补偿光路的结构设计。在软件处理方面,提出采用九点四线曲面拟合面阵CCD细分方法及最小二乘曲线拟合定位方法,实现光刻对准精度的进一步提高。该光刻对准方法能够克服现有对准技术的诸多缺陷,具有纳米级对准精度,能够满足纳米光刻的对准需求。     

分步重复自动对准光刻工艺技术研究

介绍了投影光刻机的分步重复自动对准光刻系统,分析了其工作原理;从对准标记的设计、工艺与对准的关系两方面进行了论述,阐述了采用这类自动对准系统的光刻机可能遇到的工艺问题,并提出了相应的解决措施.     

保偏光纤侧视定轴技术仿真及实验分析

通过建立POL(Polarization Observation by The Lens-Effective Tracing)保偏光纤定轴系统仿真模型,分析了定轴过程中光纤发生微小位移以及相机像元尺寸所产生的误差。为了减少该种误差,实现自动对轴,提出了一种基于POL技术的保偏光纤定轴方法——POLF(Polarization Observation by The Lens-Effective with Fiber-Focus)定轴法。对该定轴方法进行了仿真验证,并通过对轴实验对其定轴精度进行了验证。实验结果证明POLF定轴算法能够实现优于1°的定轴精度。     

光栅型可调谐掺铥连续光纤激光器研究进展

2 μm波长可调谐掺铥连续光纤激光器具有调谐范围宽、输出线宽窄和噪声低等特点,在激光雷达、遥感、光通信、光谱分析、环境监测及激光医疗等领域具有重要应用,近年来成为光纤激光技术领域的研究热点.文章首先介绍了可调谐光纤激光器中实现波长选择的各类光栅元件的基本结构及工作原理,涉及到的光栅元件主要包括闪耀光栅、体布拉格光栅和光纤光栅;其次重点阐述了基于光栅的可调谐掺铥连续光纤激光器在国内外的研究进展,最后对其未来的发展趋势做出展望.     

高功率准分子激光MOPA系统中的三路激光准直技术研究

光束自动准直是大型激光装置中的重要组成部分。以准分子(XeCl)激光主振荡功率放大(MOPA)系统中一个典型的像传递单元为例,着重介绍了准直基准的建立、3路激光自动准直的原理、电荷耦合元件(CCD)图像采集与分析处理。通过实验验证,该准直单元准直效率高,准直精度能够满足MPOA系统的光束准直要求。