一种激光直写装置及激光直写方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光直写装置及激光直写方法，包括线光输出单元、第一反射镜、转动单元和调制面，所述线光输出单元对所述第一反射镜入射线形光，所述第一反射镜将线形光反射至所述调制面上，所述第一反射镜通过所述转动单元相对所述线光输出单元和所述调制面转动设置。本发明专利技术采用线形光对光刻胶进行直写，仅需要第一反射镜依靠转动单元在单个平面内转动即可，既不需要平移，也不需要在其他平面内转动，第一反射镜所需活动自由度明显下降，对应的线形光在调制面上仅需要在一个维度上进行移动扫描即可，降低了直写过程所需自由度，简化了直写过程，直写效率较高。同时扫描过程的简化也使激光直写装置获得了简化，有利于整个激光直写装置的小型化。写装置的小型化。写装置的小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种激光直写装置及激光直写方法


[0001]本专利技术涉及激光直写领域，特别是涉及一种激光直写装置及激光直写方法。

技术介绍

[0002]激光直写技术具备无掩模、真三维的加工优势，该技术广泛应用于硅光芯片、新型传感器、人工智能、新型材料等前沿领域。
[0003]激光直写技术一般采用单光束扫描，其加工效率难以满足产业化需求，同时单光束需要在二维平面内进行移动，即需要两个移动自由度，才能实现完整的刻写，由此也造成了直写设备的结构复杂。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对直写设备加工速度慢、结构复杂的问题，提供一种激光直写装置及激光直写方法。
[0005]一种激光直写装置，包括线光输出单元、第一反射镜、转动单元和调制面，所述线光输出单元对所述第一反射镜入射线形光，所述第一反射镜将线形光反射至所述调制面上，所述第一反射镜通过所述转动单元相对所述线光输出单元和所述调制面转动设置。
[0006]本专利技术所述线光输出单元包括光源、第一柱透镜和第二柱透镜；
[0007]所述光源为点光源或者面光源；
[0008]所述第一柱透镜具有第一柱面和第一平面，所述第一平面的法向为第一方向，所述光源和所述第一柱面在第一方向上相对；
[0009]所述第二柱透镜具有第二柱面和第二平面，所述第一柱面的轴线和所述第二柱面的轴线平行，且所述第一平面和所述第二平面在第一方向上相对设置，所述第一柱透镜的焦点和所述第二柱透镜的焦点重合，以使所述第二柱面出射线形光。
[0010]本专利技术所述调制面包括至少两个沿第二方向并排设置的微镜线阵，所述微镜线阵包括至少两个沿第三方向间隔设置的微镜，第二方向和第三方向垂直，所述转动单元控制所述线形光在第二方向上扫描。
[0011]本专利技术所述微镜线阵的长度不大于所述第一反射镜反射的线形光的长度。
[0012]本专利技术所述激光直写装置还包括位移台，所述微镜具有第一角度状态和第二角度状态，所述线形光通过处于第一角度状态的所述微镜射向所述位移台，处于第二角度状态的所述微镜将所述线形光反射至所述位移台外。
[0013]本专利技术所述调制面还包括基板，所述微镜转动设置在所述基板上，以在第一角度状态和第二角度状态之间切换。
[0014]本专利技术所述激光直写装置还包括第一透镜，所述第一透镜位于所述第一反射镜和所述基板之间，所述基板处线形光和所述基板之间的夹角为定值。
[0015]本专利技术所述微镜尺寸为d，所述线形光的波长为λ，所述微镜和所述基板之间夹角为θ，所述线形光在所述微镜处的入射方向和衍射方向夹角为α，m阶衍射角为β；
[0016]当所述微镜处于第一角度状态时，满足α+β＝2θ，sinα+sinβ＝mλ/d，m为整数。
[0017]本专利技术当所述微镜处于第一角度状态时，α＝2θ，当所述微镜处于第二角度状态时，2α＝β＝90
°
。
[0018]一种激光直写方法，基于激光直写装置，所述转动单元控制所述第一反射镜转动，以使所述第一反射镜反射的线形光对所述调制面进行扫描。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术采用线形光对光刻胶进行直写，仅需要第一反射镜依靠转动单元在单个平面内转动即可，既不需要平移，也不需要在其他平面内转动，第一反射镜所需活动自由度明显下降，对应的线形光在调制面上仅需要在一个维度上进行移动扫描即可，降低了直写过程所需自由度，简化了直写过程，直写效率较高。同时扫描过程的简化也使激光直写装置获得了简化，有利于整个激光直写装置的小型化。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中激光直写装置的光路图；
[0022]图2为本专利技术实施例中调制面的扫描过程图；
[0023]图3为本专利技术实施例中线光输出单元的光路图(点光源)；
[0024]图4为本专利技术实施例中线光输出单元的光路图(面光源)；
[0025]图5为本专利技术实施例中调制面的主视结构示意图；
[0026]图6为本专利技术实施例中调制面的的微镜状态分布图；
[0027]图7为本专利技术实施例中光刻胶表面刻写图案。
[0028]附图标记：
[0029]1、光源；2、第一柱透镜；21、第一柱面；22、第一平面；3、第二柱透镜；31、第二柱面；32、第二平面；4、第二反射镜；5、第一反射镜；6、第一透镜；7、调制面；71、线形光斑；72、基板；73、微镜；8、第二透镜；9、二项色镜；10、物镜；11、位移台；12、LED；13、第三透镜；14、成像单元。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。
[0033]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0034]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0035]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光直写装置，其特征在于，包括线光输出单元、第一反射镜、转动单元和调制面，所述线光输出单元对所述第一反射镜入射线形光，所述第一反射镜将线形光反射至所述调制面上，所述第一反射镜通过所述转动单元相对所述线光输出单元和所述调制面转动设置。2.根据权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述线光输出单元包括光源、第一柱透镜和第二柱透镜；所述光源为点光源或者面光源；所述第一柱透镜具有第一柱面和第一平面，所述第一平面的法向为第一方向，所述光源和所述第一柱面在第一方向上相对；所述第二柱透镜具有第二柱面和第二平面，所述第一柱面的轴线和所述第二柱面的轴线平行，且所述第一平面和所述第二平面在第一方向上相对设置，所述第一柱透镜的焦点和所述第二柱透镜的焦点重合，以使所述第二柱面出射线形光。3.根据权利要求1所述的激光直写装置，其特征在于，所述调制面包括至少两个沿第二方向并排设置的微镜线阵，所述微镜线阵包括至少两个沿第三方向间隔设置的微镜，第二方向和第三方向垂直，所述转动单元控制所述线形光在第二方向上扫描。4.根据权利要求3所述的激光直写装置，其特征在于，所述微镜线阵的长度不大于所述第一反射镜反射的线形光的长度。5.根据权利要求3所述的激光直写装置，其特征在于，所述激光直写装置还包括位移台，所述微镜具有第一角...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏晨怡，匡翠方，杨顺华，丁晨良，孙琦，刘旭，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：