[發(fā)明專利]一種基于邊緣光抑制陣列的并行直寫裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011638382.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112859534B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 匡翠方;楊順華;劉旭;李海峰;丁晨良;魏震;徐良
• 申請（專利權）人: 之江實驗室;浙江大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 楊小凡

1.一種基于邊緣光抑制陣列的并行直寫裝置，包括激發(fā)光光源(1)，擴束器(2)，第一反射鏡(3)，DMD(4)，4F系統(tǒng)一，第二反射鏡(7)，空間光調制器SLM(8)，4F系統(tǒng)二，第三反射鏡(11)，方形可調光闌(12)，微透鏡陣列MLA(13)，第一套筒透鏡(14)，第一二向色鏡(15)，抑制光光源(16)，聲光調制器AOM(17)，由第一半波片(18)和第一偏振分束棱鏡PBS(19)組成的偏振分束器一，由第二半波片(20)和第二PBS(21)組成的偏振分束器二，1/4波片(22)和第四反射鏡(23)，第一電光調制器EOM(24)，第五反射鏡(25)，第六反射鏡(26)，第二二向色鏡(27)，由第三半波片(28)和第三PBS(29)組成的偏振分束器三，第七反射鏡(30)，第四半波片(31)，第八反射鏡(32)，第二EOM(33)，第三二向色鏡(34)，第四PBS(35)，第二套筒透鏡(36)，第四二向色鏡(37)，物鏡(38)，精密位移臺(39)，第五凸透鏡(40)，CCD(41)，其特征在于：所述激發(fā)光源(1)經擴束器(2)和第一反射鏡(3)后入射到DMD(4)上，DMD(4)對光斑進行振幅調制后，再經過4F系統(tǒng)一和第二反射鏡(7)成像到SLM(8)上，SLM(8)對入射光場進行相位調制，調制后的光場再經過4F系統(tǒng)二、第三反射鏡(11)和方形可調光闌(12)入射到微透鏡陣列MLA(13)上，并在MLA(13)焦平面上產生焦點陣列，該陣列再經過第一套筒透鏡(14)變?yōu)槠叫泄馐嚵校S后經第一二向色鏡(15)透射與抑制光進行合束；抑制光源(16)首先通過聲光調制器AOM(17)進行開關控制，隨后入射到偏振分束器一進行分束，得到兩束偏振互相垂直的光束，即P1光和S1光，S1光經過偏振分束器二再次分為P偏振光束一和S偏振光束二，P偏振光束一從第二PBS(21)反射后，再通過往返1/4波片(22)和第四反射鏡(23)變?yōu)镾光，并從第二PBS(21)透射入射到第二二向色鏡(27)上；S偏振光束二從第二PBS(21)透射后經過第一電光調制器EOM(24)進行相位調制，再依次經過第五反射鏡(25)、第六反射鏡(26)，并通過第二二向色鏡(27)與光束一進行合束；P1光經過偏振分束器三再次分為S偏振光束三和P偏振光束四，光束三依次經過第七反射鏡(30)、第四半波片(31)和第八反射鏡(32)，隨后入射到第三二向色鏡(34)上，其中，第四半波片(31)用于將S偏振光束三變?yōu)镻偏振光；P偏振光束四經過第二EOM(33)進行相位調制，隨后通過第三二向色鏡(34)與光束三進行合束；P偏振的光束一和光束二以及S偏振的光束三和光束四最終經過第四PBS(35)進行合束，合束后的四束光經過第二套筒透鏡(36)后都平行于光軸傳輸，最后通過第一二向色鏡(15)與激發(fā)光進行合束，合束后的激發(fā)光陣列和抑制光四光束再通過第四二向色鏡(37)注入到物鏡(38)中，其中，激發(fā)光在物鏡(38)焦平面上聚焦形成焦點陣列，抑制光四光束的光斑在物鏡焦平面上重疊并產生干涉點陣，使激發(fā)光點陣與干涉點陣暗斑精密重疊形成PPI陣列，從而實現高通量超分辨的并行直寫加工，產生的熒光通過物鏡(38)、第四二向色鏡(37)和第五凸透鏡(40)后成像到CCD(41)上，其中，第四二向色鏡(37)用于實現熒光和激發(fā)光、抑制光的分離。

2.根據權利要求1所述一種基于邊緣光抑制陣列的并行直寫裝置，其特征在于，所述的DMD(4)將有效像素區(qū)域等分成N×N個單元，每個單元對應一個激發(fā)光光斑，通過對每個單元所包含的m×m個微鏡進行獨立開關狀態(tài)切換，實現各激發(fā)光光斑強度的獨立調控，從而控制各PPI刻寫點的大小；DMD(4)總像素數為M1×M2，要求m×NM1和m×NM2。

3.根據權利要求1所述一種基于邊緣光抑制陣列的并行直寫裝置，其特征在于，所述的SLM(8)將有效像素區(qū)域等分成N×N個單元，每個單元對應一個激發(fā)光光斑，且各單元包含的m×m個液晶面元與DMD(4)各單元的m×m個像素一一對應，控制SLM(8)各單元內的m×m個液晶面元，對各單元光斑進行相位調制，實現各光斑的獨立波前控制；SLM(8)總像素數為D1×D2，要求m×ND1和m×ND2。