基于微光學(xué)陣列的多光斑可控并行激光直接寫(xiě)入技術(shù)

研究目的：研究一種多點(diǎn)并行曝光、且曝光面上各曝光點(diǎn)曝光可控及曝光強(qiáng)度宏微雙重可調(diào)的高分辨力的激光直接寫(xiě)入新技術(shù)，以解決傳統(tǒng)激光直寫(xiě)單點(diǎn)曝光制作效率低的問(wèn)題，提高微陣列和微結(jié)構(gòu)光學(xué)器件的制作效率。

基本原理：多光斑可控并行激光直寫(xiě)的基本思想是以微光學(xué)鏡陣列作為直寫(xiě)物鏡，將寫(xiě)入激光分別聚焦為多個(gè)高分辨力寫(xiě)入光斑，以分散直寫(xiě)任務(wù);利用數(shù)字微鏡DMD控制各子光斑是否曝光，并采用聲光調(diào)制器進(jìn)行宏微雙重調(diào)制寫(xiě)入光強(qiáng)。其原理如圖所示。寫(xiě)入激光經(jīng)過(guò)調(diào)制穩(wěn)光、準(zhǔn)直擴(kuò)束后，平行入射到DMD上，被其調(diào)制編碼、分束成獨(dú)立的光陣列;再經(jīng)4?空間濾波系統(tǒng)濾波后，被微光學(xué)陣列中相匹配的子鏡聚焦到涂有光刻膠的基底平臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)寫(xiě)入曝光;在寫(xiě)入光被調(diào)制的同時(shí)，基底平臺(tái)作光柵或回轉(zhuǎn)掃描，實(shí)現(xiàn)微陣列和微結(jié)構(gòu)光學(xué)器件的曝光制作。

科學(xué)意義及應(yīng)用價(jià)值：利用微光學(xué)陣列替換傳統(tǒng)的直寫(xiě)物鏡，實(shí)現(xiàn)多光路并行同步寫(xiě)入，有效提高了寫(xiě)入效率;同時(shí)由于微光學(xué)透鏡與傳統(tǒng)物鏡相比，像差小、制作容易、易獲得大數(shù)值孔徑，可極大地提高寫(xiě)入分辨力。在保證焦斑質(zhì)量的同時(shí)，可獲得大的曝光區(qū)域;引入光強(qiáng)宏微雙重調(diào)制裝置，提高了曝光光強(qiáng)的調(diào)制分辨力，從而解決控制輪廓精度的問(wèn)題;通過(guò)空間光調(diào)制器依據(jù)像素部對(duì)寫(xiě)入激光分束，解決了多光路并行同步直寫(xiě)光束的控制問(wèn)題。該技術(shù)特別適用于微陣列和微結(jié)構(gòu)光學(xué)器件制作，具有大范圍、高精度激光寫(xiě)入的優(yōu)點(diǎn)。

該技術(shù)已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明。