基于液晶空间光调制器的平面和立体微纳加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于液晶空间光调制器的平面和立体微纳加工装置，激光器波长在采用的光刻胶或光敏树脂的感光范围内；激光器出射的激光经扩束镜和4f系统扩束后，使激光束的1/e2半径大于空间光调制器的填充对角线长度；针孔在双透镜系统的焦点处滤除光束旁瓣；空间光调制器的显示面板为硅基液晶；在空间光调制器上加载计算机全息图，再经傅里叶透镜进行傅里叶变换，在傅里叶透镜后焦面出可得到预期光场相位分布。利用空间光调制器加载加工图形的计算机全息图，在加工平面对图形进行重现，无需制作相位板,更灵活高效。加工立体微纳结构时，利用点源计算法重构三维光场，可实现结构的一次体积成型，无需逐层或逐点打印，提高了加工速度。提高了加工速度。提高了加工速度。

【技术实现步骤摘要】
基于液晶空间光调制器的平面和立体微纳加工装置


[0001]本专利技术涉及一种基于液晶空间光调制器的平面和立体微纳加工装置，属于光刻


技术介绍

[0002]光刻技术是利用特定波长的光束在光刻胶表面的特定区域进行曝光，从而实现对应区域图形化的一种微加工技术。目前主流的光刻技术按照曝光时是否需要掩模版分为掩模曝光光刻技术和无掩模光刻技术。掩模曝光光刻技术大多是通过特定波长的光束照射在固定尺寸的掩模版上，由掩模版的材料性质决定光能够透过的区域，从而在掩模版下方指定区域内完成图形化曝光的过程。掩模光刻已经被广泛应用于半导体工业制程，其加工精度高，适合用于大批量加工。但是掩模板的设计制造十分复杂，成本高昂，且掩模板制造完成后只能用于特定图形的加工，应用于小批量的光刻加工可行性不大。
[0003]因此无掩模光刻技术得到了快速发展，目前基于波前调制的无掩模光刻技术有干涉光刻术、激光直写和DMD(Digital Micromirror Device,数字微镜器件)投影曝光等。激光直写的主要局限性在于加工扫描所需的大量空间坐标与该工艺固有的串行特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于液晶空间光调制器的平面和立体微纳加工装置，其特征在于：激光器波长在采用的光刻胶或光敏树脂的感光范围内；激光器出射的激光经扩束镜和4f系统扩束后，使激光束的1/e2半径大于空间光调制器的填充对角线长度；针孔在双透镜系统的焦点处滤除光束旁瓣；空间光调制器的显示面板为硅基液晶，利用液晶的双折射效应，硅基液晶上的每个像素在0～2π的范围内调控光的相位；在空间光调制器上加载计算机全息图，再经傅里叶透镜进行傅里叶变换，在傅里叶透镜后焦面出可得到预期光场相位分布。2.根据权利要求1所述的基于液晶空间光调制器的平面和立体微纳加工装置，其特征在于：已知预期光强函数为I
HP
(x，y)，也即期望的加工图案，则：I
HP
(x，y)＝|E
HP
(x，y)|2其中为E
SLM
(x，y)为空间光调制器处电场的复指数形式，振幅和相位分别为A
SLM
(x，y)和φ
SLM
(x，y)，为傅里叶变换算符；空间光调制器为纯相位调控，因此只要计算出加载到空间光调制器上的相位分布φ
SLM
(x，y)，称为计算机全息图，即可在傅里叶透镜的后焦面得到预期光强函数I
HP
(x，y)；该加工装置具有单点加工和并行加工两种能力；单点加工即空间光调制器加载的一张计算机全息图仅重现一个加工图案，适用于加工图案比较复杂的情况；并行加工指空间光调制器加载的一张计算机全息图重现若干个子图案，适用于图案简单且具有周期性时；在加工平面微纳结构时，用GS算法。3.根据权利要求2所述的基于液晶空间光调制器的平面和立体微纳加工装置，其特征在于：流程如下：步骤(1)给定预期光强函数I
HP
(x，y)、光源强度分布函数I
s
(x，y)和初始相位I
s
(x，y)与组成入射平面的初始复振幅A0(x，y)，对初始复振幅进行傅里叶变换得到衍射面的复振幅A1(x，y)，光强和相位分别为I1(x，y)和步骤(2)保留衍射面复振幅中A1(x，y)的相位将光强替换为预期光强函数I
HP
(x，y)，得到复振幅A
′1(x，y)；步骤(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡跃强，贺鹏，李苓，段辉高，陈浩文，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：