一种数字光纤合束器及无掩膜光刻系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种数字光纤合束器及无掩膜光刻系统。数字光纤合束器的光纤合束模块包括位于数字光纤合束器两端对称分布的、结构相同的第一光纤合束和第二光纤合束，光纤合束为多束外包光纤按照预设的排列方式组合而成；光通断模块包括多个连接小室及位于连接小室狭缝内的像元开关，连接小室的数量为外包光纤总数的一半，每个连接小室用于容纳第一光纤合束的第一外包光纤内端和与第一外包光纤相应的第二光纤合束的第二外包光纤内端，且第一外包光纤内端端面与第二外包光纤内端端面间形成狭缝；封装及保护模块用于对像元开关进行封装连接和对数字光纤合束器进行保护。本申请提供的技术方案不仅可动态获得掩膜图案，还可提高光刻分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种数字光纤合束器及无掩膜光刻系统
本技术涉及无掩膜光刻
，特别是涉及一种数字光纤合束器及无掩膜光刻系统。
技术介绍
随着光学技术的发展，光刻技术也得到了快速的发展，光刻图案特征尺寸逐渐变小，且光刻图形结构愈趋复杂及多样化。传统的掩模光刻技术出现了制作困难和费用攀升的问题。为了降低掩模制作的成本，无掩模光刻技术诞生，例如离子/电子束直写技术，激光直写技术，但是现有的无掩膜光刻设备价格昂贵，且光刻速度较慢。数字光刻系统作为一种无掩膜光刻设备，动态掩模的核心部件为数字微反射镜，数字微反射镜为一种纯数字化空间光调制器，可实现实时、高效率和低成本的图形转移，从而实现了快速、批量化、低成本光刻。数字光刻系统在保证高端电子产品质量的前提下，尽管降低了成本，但是由于数字微反射镜由多块微镜集成，微镜间不可避免的具有缝隙，导致入射光会产生衍射现象，而反射成像会损耗一部分光能，且微镜的制作工艺极其复杂，对设备的要求极为苛刻。可见，如何在确保无掩膜光刻设备的光刻精度的基础上，简化无掩膜光刻设备的制作工艺，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术实施例的目的是提供一种数字光纤合束器及无掩膜光刻系统，有利于提高无掩膜光刻设备的分辨精度，简化了无掩膜光刻设备的制作工艺。为解决上述技术问题，本技术实施例提供以下技术方案：本技术实施例一方面提供了一种数字光纤合束器，包括：光纤合束模块、光通断模块以及封装保护模块；其中，所述光纤合束模块包括位于数字光纤合束器两端对称分布的、结构相同的第一光纤合束和第二光纤合束，光纤合束为多束直径为微米级别的外包光纤按照预设的排列方式组合而成；所述光通断模块包括多个阵列分布的连接小室及位于每个连接小室狭缝内的像元开关，连接小室的数量为外包光纤总数的一半，每个连接小室用于容纳所述第一光纤合束的第一外包光纤内端和与所述第一外包光纤相应的所述第二光纤合束的第二外包光纤内端，且所述第一外包光纤内端端面与所述第二外包光纤内端端面间形成狭缝；通过控制像元开关的遮光散光板，以实现控制光源出射的光束经过所述第一光纤合束是否传输至所述第二光纤合束；所述遮光散光板的中心轴与外包光纤中心轴一致；所述封装及保护模块包括封装单元和保护单元，所述封装单元封装连接所述像元开关，所述保护单元用于对所述光纤合束模块和所述光通断模块进行保护。可选的，所述光纤合束为多束直径为微米级别的外包光纤按照正六角形排列组成而成。可选的，所述外包光纤为由二氧化硅圆柱形纤芯，及折射率低于纤芯的玻璃外包层构成。可选的，所述外包光纤的直径为10微米。可选的，所述连接小室还包括吸光层，所述吸光层为涂覆在所述连接小室内部的吸光材料。可选的，所述像元开关包括遮光散光板、扭转轴、微金属板、轭板、寻址电极、寻址板、偏转复位总线；其中，所述轭板的中部连接所述遮光散光板，两端分别连接一个微金属板；所述扭转轴分别与所述轭板和所述偏转复位总线相连；所述寻址电极与所述寻址板相连；所述寻址电极和所述微金属板由于静电作用吸引带动所述轭板在所述扭转轴的枢纽上旋转，以使所述遮光散光板转动。可选的，所述封装保护模块包括第一粘结层、套管层、封装层及保护层；其中，所述第一粘结层为胶合粘结在所述第一光纤合束外端和所述第二光纤合束外端的环氧树脂层；所述套管层为包裹在所述第一光纤合束和所述第二光纤合束的塑料套管层；所述封装层为陶瓷针栅阵列封装层；所述保护层为与所述数字光纤合束器相匹配的外壳。可选的，所述封装层位于所述数字光纤合束器的底部。可选的，所述第一光纤合束外端的横截面形状为正方形、圆形或正多边形。本技术实施例另一方面还提供了一种无掩膜光刻系统，包括如前任意一项所述的数字光纤合束器。本技术实施例提供了一种数字光纤合束器，包括光纤合束模块、光通断模块以及封装保护模块；光纤合束模块包括位于数字光纤合束器两端对称分布的、结构相同的第一光纤合束和第二光纤合束，光纤合束为多束外包光纤按照预设的排列方式组合而成；光通断模块包括多个阵列分布的连接小室及位于每个连接小室狭缝内的像元开关，连接小室的数量为外包光纤总数的一半，每个连接小室用于容纳第一光纤合束的第一外包光纤内端和与第一外包光纤相应的第二光纤合束的第二外包光纤内端，且第一外包光纤内端端面与第二外包光纤内端端面间形成狭缝；像元开关通过控制遮光散光板，以实现控制光源出射的光束经过第一光纤合束是否传输至第二光纤合束；遮光散光板的中心轴与外包光纤中心轴一致；封装及保护模块包括封装单元和保护单元，封装单元封装连接像元开关，保护单元用于对光纤合束模块和光通断模块进行保护。本申请技术方案提供的数字光纤合束器，应用于无掩膜光刻系统，利用微米级别的光纤排布成光纤合束，每根外包光纤可作为一个像元，光束从一端进入第一光纤合束后，像元开关阵列控制光束通过或者不通过第二光纤合束，从而实时显示图像，实现了无掩膜光刻。由于呈现图像的外包光纤为微米级别，从而极大的提高了图像的分辨率和图像质量，像元开关只有通断两个状态，响应速度快，在光刻系统中使用数字光纤合束器件，取代现有的数字微反射镜，不仅能够省去掩膜板，降低成本，而且极大降低获得动态掩膜图案的器件的工艺复杂度。此外，本技术实施例还针对数字光纤合束器，提供了相应的应用系统，进一步使得所述数字光纤合束器更具有实用性，所述无掩膜光刻系统具有相应的优点。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的数字光纤合束器在一种具体实施方式的结构框图；图2为本技术实施例提供的数字光纤合束器的一种光纤合束横截面的示意图；图3为本技术实施例提供的像元开关在一种具体实施方式的结构图；图4为本技术实施例提供的数字光纤合束器的封装层的一种具体实施方式的结构图；图5为本技术实施例提供的数字光纤合束器另一种具体实施方式的结构图；图6为本技术实施例提供的一个示例性应用场景的系统结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。请参阅图1，图1为本技术实施例提供的一种具体实施方式下数字光纤合束器的结构框图。数字光纤合束器可包括光纤合束模块1、光通断模块2和封装及保护模块3。光纤合束模块1包括位于数字光纤合束器两端对称分布的、结构相同的第一光纤合束11和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字光纤合束器，其特征在于，包括：光纤合束模块、光通断模块和封装及保护模块；其中，所述光纤合束模块包括位于数字光纤合束器两端对称分布的、结构相同的第一光纤合束和第二光纤合束，光纤合束为多束直径为微米级别的外包光纤按照预设的排列方式组合而成；所述光通断模块包括多个阵列分布的连接小室及位于每个连接小室狭缝内的像元开关，连接小室的数量为外包光纤总数的一半，每个连接小室用于容纳所述第一光纤合束的第一外包光纤内端和与所述第一外包光纤相应的所述第二光纤合束的第二外包光纤内端，且所述第一外包光纤内端端面与所述第二外包光纤内端端面间形成狭缝；通过控制像元开关的遮光散光板，以实现控制光源出射的光束经过所述第一光纤合束是否传输至所述第二光纤合束；所述遮光散光板的中心轴与外包光纤中心轴一致；所述封装及保护模块包括封装单元和保护单元，所述封装单元封装连接所述像元开关，所述保护单元用于对所述光纤合束模块和所述光通断模块进行保护。

【技术特征摘要】
1.一种数字光纤合束器，其特征在于，包括：光纤合束模块、光通断模块和封装及保护模块；其中，所述光纤合束模块包括位于数字光纤合束器两端对称分布的、结构相同的第一光纤合束和第二光纤合束，光纤合束为多束直径为微米级别的外包光纤按照预设的排列方式组合而成；所述光通断模块包括多个阵列分布的连接小室及位于每个连接小室狭缝内的像元开关，连接小室的数量为外包光纤总数的一半，每个连接小室用于容纳所述第一光纤合束的第一外包光纤内端和与所述第一外包光纤相应的所述第二光纤合束的第二外包光纤内端，且所述第一外包光纤内端端面与所述第二外包光纤内端端面间形成狭缝；通过控制像元开关的遮光散光板，以实现控制光源出射的光束经过所述第一光纤合束是否传输至所述第二光纤合束；所述遮光散光板的中心轴与外包光纤中心轴一致；所述封装及保护模块包括封装单元和保护单元，所述封装单元封装连接所述像元开关，所述保护单元用于对所述光纤合束模块和所述光通断模块进行保护。2.如权利要求1所述的数字光纤合束器，其特征在于，所述光纤合束为多束直径为微米级别的外包光纤按照正六角形排列组成而成。3.如权利要求2所述的数字光纤合束器，其特征在于，所述外包光纤为由二氧化硅圆柱形纤芯，及折射率低于纤芯的玻璃外包层构成。4.如权利要求3所述的数字光纤合束器，其特征在于，所述外包光纤的直径为10微米。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彪，周金运，雷亮，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44