[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字掩模光刻技術(shù)制作微透鏡陣列的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110096730.2
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102141639A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高益慶;付裕芳;羅寧寧;龔勇清;王平奇;雷剛
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G03F7/20
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字掩模光刻技術(shù)制作微透鏡陣列的方法。

背景技術(shù)

具有大數(shù)值孔徑、高填充因子、高衍射效率等特點的微透鏡陣列在現(xiàn)代國防科技和工業(yè)領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的發(fā)展前景。而填充率、浮雕深度和面型控制等因素是微透鏡陣列在研制過程中必須面臨并需要解決的關(guān)鍵技術(shù)難點。而這些難點的解決，很大程度上取決于光刻制作方法的優(yōu)化。

傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)掩模法能制作較大數(shù)值孔徑且具有中心對稱或旋轉(zhuǎn)對稱元件，但

在掩模旋轉(zhuǎn)速度和時間控制上都有限制，旋轉(zhuǎn)曝光所得的曝光量無法調(diào)制，成本較高，機械對準(zhǔn)誤差較大，難以制作任意面形的微光學(xué)元件，且難于實現(xiàn)陣列型器件的制作和大規(guī)模廉價復(fù)制。

目前，國內(nèi)外在新興的制作微透鏡陣列的技術(shù)之一是數(shù)字掩模光刻技術(shù)，該掩模技術(shù)利用電尋址空間光調(diào)制器，其制作效率將遠(yuǎn)超過激光直寫技術(shù)，為大規(guī)模、快速、靈活制作微透鏡陣列開辟了一條新的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種基于數(shù)字掩模光刻技術(shù)制作微透鏡陣列的方法，該方法使用旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模技術(shù)，克服了機械掩模技術(shù)加工成本高、機械對準(zhǔn)誤差較大，而且難于實現(xiàn)陣列型器件的制作等缺點。通過實時動態(tài)的曝光方式，并能通過計算機設(shè)置旋轉(zhuǎn)速度和曝光時間，精確控制曝光量，一次性曝光出面形完整、陣列均勻性好的微透鏡陣列。

本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，制作方法為：通過計算機設(shè)計并控制微透鏡陣列掩模圖形的排列方式，自動控制微透鏡陣列中各微透鏡數(shù)字掩模圖形在曝光平面上繞各自對稱軸同時旋轉(zhuǎn)；最后采用實時動態(tài)的曝光方式，在光刻基板上一次性曝光形成微透鏡陣列浮雕面型，從而得到微透鏡陣列。

根據(jù)光刻基板材料和有效占空比的需要，通過計算機設(shè)計并控制微透鏡陣列的排列方式，合理地設(shè)計單個微透鏡之間的距離。

把微透鏡陣列中單個微透鏡按照其浮雕面型的要求設(shè)計旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模圖形，根據(jù)權(quán)利要求1中所述的排列方式設(shè)計微透鏡陣列的旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模圖形。

用計算機控制實現(xiàn)微透鏡陣列中各微透鏡旋轉(zhuǎn)掩模圖形在相應(yīng)的曝光平面上繞各自對稱軸同時旋轉(zhuǎn)，通過計算機設(shè)置旋轉(zhuǎn)速度和曝光時間。

采用計算機控制旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模圖形中白色曝光區(qū)域的面積和旋轉(zhuǎn)速度，利用實時動態(tài)的曝光方式，通過一次性曝光可在光刻膠基板上形成微透鏡陣列浮雕面型，從而得到所設(shè)計的微透鏡陣列。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：1、旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模技術(shù)能實現(xiàn)復(fù)雜表面浮雕加工，適合于大規(guī)模陣列化制作；2、通過計算機設(shè)計數(shù)字掩模圖形，能合理地設(shè)計單個透鏡之間的距離，達(dá)到較高的占空比；3、可實時改變數(shù)字掩模圖形的旋轉(zhuǎn)速度和曝光時間；4、曝光過程由計算機控制，操作簡單；5、可在基片上一次性曝光出完整面形的微透鏡陣列。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的六角形微透鏡陣列排列方式示意圖。

圖2為本發(fā)明的正方形微透鏡陣列排列方式示意圖。

圖3為本發(fā)明的六角形微透鏡陣列旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模示意圖。

圖4為本發(fā)明的正方形微透鏡陣列旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，其特征是制作方法為：

（1）根據(jù)光刻基板材料和有效占空比的需要，通過計算機設(shè)計并控制微透鏡陣列的排列方式，合理地設(shè)計單個微透鏡之間的距離。

（2）把微透鏡陣列中單個微透鏡按照其浮雕面型的要求設(shè)計旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模圖形，根據(jù)權(quán)利要求1中所述的排列方式設(shè)計微透鏡陣列的旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模圖形。

（3）利用計算機控制實現(xiàn)微透鏡陣列中各微透鏡旋轉(zhuǎn)掩模圖形在相應(yīng)的曝光平面上繞各自對稱軸同時旋轉(zhuǎn)，通過計算機設(shè)置旋轉(zhuǎn)速度和曝光時間。

（4）采用計算機控制旋轉(zhuǎn)數(shù)字掩模圖形中白色曝光區(qū)域的面積和旋轉(zhuǎn)速度，利用實時動態(tài)的曝光方式，在光刻膠基板上形成微透鏡陣列浮雕面型，通過一次性曝光從而得到所設(shè)計的微透鏡陣列。