[發明專利]微光學器件移動數字掩模制作方法

無效

• 申請號: 200910115611.X
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN101587292A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 高益慶;喻立霞;羅寧寧;陳敏;龔勇清;肖孟超;余秋香;葉青
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G03F1/00
• 分類號: G03F1/00;G03F7/20
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種微光學器件的制作方法，尤其涉及一種微光學器件移動數字掩模制作方法。

背景技術

微光學器件的制作方法是近年來國內外微光領域研究的熱門。與微光學器件相關的各種設計和分析方法已經逐漸成熟，但相應的大規模、高效率、快速制作及復制技術卻受到各種條件的限制，尤其是在國內，還未到達實用化階段。目前新興的無掩模光刻技術采用電尋址空間光調制器，為大規模、快速、靈活制作微光學器件及其陣列開辟了一條新的道路。采用的電尋址空間光調制器如數字微鏡器件DMD(Digital?Micromirror?Device)，液晶顯示器LCD(LiquidCrystal?Display)等都是由有限個一定尺寸的像素點陣構成。無掩模光刻系統設計的數字掩模圖形均是按電尋址空間光調制器的尺寸設計的，因而受電尋址空間光調制器點陣尺寸的限制無法制作均勻性很好的連續浮雕面形微光學器件及其陣列。

目前，國內外在新興的制作連續面形微光學器件及其陣列的技術是掩模移動技術，可以制作光學性能和陣列均勻性較好的器件，但在掩模移動速度和移動距離上都有嚴格的限制，一次移動曝光所得的曝光量在掩模移動方向無法調制，因此只能制作對稱性很強的微光學元件，且還會出現移動掩模的邊框效應。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微光學器件移動數字掩模制作方法，該方法使用數字掩模移動，克服機械移動速度和移動距離上的限制及移動掩模的邊框效應，并能精確控制曝光量。得到光學性能和陣列均勻性好的微光學器件。

本發明是這樣來實現的，一種微光學器件移動數字掩模制作方法，其特征是制作方法為：

(1)將微光學器件的相位分布函數轉換成移動數字掩模制作方法的掩模函數，通過移動數字掩模制作方法的掩模函數設計移動數字掩模圖形；

(2)根據曝光能量積累函數設定掩模圖形的運動速度及時間；

(3)通過實時掩模技術，對移動的移動數字掩模圖形進行累積曝光，從而得到具有原相位分布的微光學器件。

本發明所述的微光學器件的相位分布函數首先確定移動掩模圖形做水平、垂直或是旋轉運動，再將微光學器件的相位分布函數轉換成適合水平、垂直或是旋轉運動的移動數字掩模圖形；

本發明所述的曝光能量積累函數與入射光強、掩模函數、掩模移動速度及曝光時間相關，根據得到的掩模函數、入射光強及所需最終曝光累積函數確定掩模移動速度及曝光時間；

本發明所述的微光學器件的相位分布函數轉換成移動數字掩模制作方法的掩模函數的方法為：對于具有旋轉結構的微光學器件將其掩模函數轉化為極坐標的位相關系，對于適合水平及垂直運動的微光學器件計算出其掩模函數；在根據曝光能量積累函數設定掩模圖形的運動速度及時間即電尋址空間光調制器；利用計算機動畫技術讓掩膜圖形作一定速度的直線或是旋轉運動，最后通過實時掩模技術，對移動的移動數字掩模圖形進行累積曝光，從而得到具有原相位分布的微光學器件。

本發明的優點是：1、移動數字掩模技術實現了傳統機械移動掩模技術的功能；2、數字掩模可以從頭到尾循環移動，克服了傳統機械移動掩模外圍尺寸有限導致的邊框效應；3、移動數字掩模可方便地控制曝光量；4、根據實際需要實時修改數字掩模的移動速度及曝光時間，操作靈活方便。

附圖說明

圖1為本發明的原始灰度掩膜示意圖。

圖2為本發明的八臺階衍射微柱透鏡示意圖。

圖3為本發明的八臺階衍射微柱透鏡陣列示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，其特征是制作方法為：

(1)根據微柱透鏡的結構，在薄透鏡近似下，推導出其表面輪廓函數。根據表面輪廓函數設計繪制移動數字掩模圖形；

(2)由數字掩膜輪廓函數計算曝光能量積累函數，再根據曝光能量積累函數設定掩模圖形的運動速度及時間即電尋址空間光調制器如DMD各微鏡的切換速度及時間；

(3)通過實時數字掩模技術，對移動的移動數字掩模圖形進行曝光，從而得到具有原相位分布的微光學器件。