[實用新型]條紋鎖定式全息干涉光刻系統

有效

• 申請號: 201822172121.0
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN209167579U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 鄒文龍;蔡志堅;李朝明;陳新榮;吳建宏;劉全
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B5/32;G03H1/12
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務所(普通合伙) 32345
• 代理人: 王利斌

本實用新型屬于信息光學技術領域，為解決全息光刻系統中條紋漂移問題，提出一種條紋鎖定式全息干涉光刻系統，第一高速光電探測器采集參考光柵表面莫爾條紋光強度信號，并將光強信號同時傳輸到單片機和PID控制器；第二高速光電探測器通過光束取樣光柵監控激光器的光強信號，該光強信號傳輸到單片機，PID控制器的信號輸出端傳輸到第一超聲波發生器的頻率調制輸入端；PID控制器輸出反饋信號給第一超聲波發生器，第一超聲波發生器輸出端連接至第一聲光調制器。PID控制器實時探測參考光柵表面莫爾條紋光強度信號，將反饋信號傳送給第一超聲波發生器，驅動第一聲光調制器的?1級衍射光的相位發生變化，從而鎖定莫爾條紋的相位。

技術領域

本實用新型屬于信息光學技術領域，涉及一種全息干涉光刻系統。

背景技術

在拍攝大尺寸的全息光柵時，由于拍攝光強較弱，需要長時間的曝光。但是外界的振動，空氣的流動，溫度的波動等因素都會使物光和參考光的相對相位發生變化，它們形成的干涉條紋會發生隨機漂移，從而使記錄條紋的對比度下降。目前的全息光刻系統均無法解決在長時間內干涉條紋漂移問題，因此對于長時間的曝光情況，還需要采取主動隔振的方法來控制干涉條紋的漂移。目前現有的條紋鎖定方法：專利號為2006100399676的發明專利公開了線陣CCD擬合條紋鎖定法，該方法采用線陣CCD采集參考莫爾條紋，通過擬合法找條紋的波谷，通過控制壓電陶瓷，鎖定條紋的相位，鎖定帶寬僅為2~3Hz；專利號為2013106933281的發明專利公開了外差法條紋鎖定法，利用分光片導出兩個子光束，分別用相位接收器接收信號，通過人機交互界面，軟件控制變頻聲光調制器的頻率，實時鎖定干涉條紋，該方法響應速度比線陣CCD法提高，但是需要軟件計算條紋信息，實時性受限于軟件與硬件的匹配。特別是在拍攝低噪聲全息光柵時，在拍攝過程中需要低速移動曝光記錄版，在移動過程中，導軌的振動會造成干涉條紋的抖動快速變化，上述的方法無法在高頻的抖動環境下工作，需要快速實時的條紋鎖定系統。

實用新型內容

為解決現有全息干涉光刻系統條紋漂移造成的對比度下降技術問題，采取的技術方案如下：條紋鎖定式全息干涉光刻系統，包括激光器，光束取樣光柵，半波片，分束棱鏡，第一平面反射鏡、第二平面反射鏡、第三平面反射鏡，第一聲光調制器、第一超聲波發生器、第二聲光調制器，第二超聲波發生器，第一空間濾波器、第二空間濾波器，第一準直透鏡、第二準直透鏡，待曝光的光柵基板、參考光柵、第一高速光電探測器、第二高速光電探測器、PID控制器、單片機；所述的參考光柵設置在待曝光的光柵基板上，且參考光柵表面與待曝光的光柵基板表面在同一平面內；激光器發出的光經過光束取樣光柵，其0級透射衍射光進入分束棱鏡分成透射光束和反射光束，其中透射光束經過半波片，再經第一平面反射鏡、第二平面反射鏡，進入第一聲光調制器，第一聲光調制器的-1級衍射光進入第一空間濾波器，然后經過第一準直透鏡，擴束成平行光，最后投射到待曝光的光柵基板和參考光柵上；反射光束經過第三平面反射鏡，進入第二聲光調制器，第二聲光調制器的-1級衍射光進入第二空間濾波器，然后經過第二準直透鏡，擴束成平行光，最后投射到待曝光的光柵基板和參考光柵上；透射光束和反射光束在待曝光的光柵基板表面上干涉，同時透射光束和反射光束的干涉光場在參考光柵上形成一幅虛擬光柵，該虛擬光柵與參考光柵的柵線方向差一個微小的角度，形成莫爾條紋；上述的莫爾條紋投射到第一高速光電探測器上，其光強信號同時傳輸到單片機的第一輸入端和PID控制器的傳感器信號輸入端；激光器發出的光經過光束取樣光柵，其1級反射衍射光進入第二高速光電探測器，其光強信號傳輸到單片機的第二輸入端，PID控制器的信號輸出端傳輸至第一超聲波發生器的頻率調制輸入端；第一超聲波發生器的輸出端與第一聲光調制器輸入端連接，第二超聲波發生器的輸出端與第二聲光調制器輸入端連接。