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相似文献
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1.
采用激光直写法制作连续衍射光学元件,具有过程简单、周期短、成本低等优点。介绍了极坐标激光直写法制作圆对称连续衍射元件的原理。通过实验,研究了衍射微结构深度与激光功率、曝光位置半径与激光功率的关系。实验结果显示,在相同曝光位置半径条件下,微结构深度与激光功率呈正比;在相同微结构深度条件下,曝光位置半径与激光功率呈正比。分析总结出了极坐标激光直写法制作圆对称连续衍射元件的能量表征方法,并采用该方法成功制作了圆对称连续衍射聚光透镜掩模。  相似文献   

2.
白临波  杜春雷  李展 《光子学报》2000,29(3):255-259
本文对各种连续对称相位函数及其特性进行了分析,讨论了相位函数的2π调制、2N和N-1法量化等问题及数据处理过程,提出二元衍射元件CIF(Caltech Intermediate Form)格式掩模数据的生成方法,并建立了实用软件,为激光直写技术实现二元衍射光学元件制作提供了有效的手段.  相似文献   

3.
讨论了制作适用于近场集成光学头中的凸形、凹形微透镜和折衍射复合微透镜的灰度掩模技术。定性地给出了与几种典型的凸形、凹形微透镜和折衍射复合微透镜对应的灰度掩模版的设计实例 ,以及将它应用于光刻操作的情况 ,为采用灰度掩模技术制作适用于近场集成光学头中的微透镜器件奠定了基础。灰度掩模技术在微透镜器件的制作方面具有重要的应用前景 ,有助于简化制备工艺 ,降低制作成本 ,优化微透镜阵列的结构参数。  相似文献   

4.
用于近场集成光学头的面阵平面微透镜   总被引:1,自引:0,他引:1  
讨论了采用常规的光刻热熔法及灰度掩模技术制作非梯度折射率型平面折射和平面衍射微透镜的情况。定性地分析了在不同的工艺条件下可能得到的平面端面微光学器件的种类和形貌特征。给出了在石英衬底表面通过光刻热熔工艺和氢离子束蚀刻所得到的球面及圆弧轮廓特征的凹形掩模的SEM照片 ,并对用于近场集成光学头的平面微透镜和半导体激光器的集成结构作了初步分析。利用这一技术所制成的平面折射微透镜可以很方便地与半导体光源等器件匹配耦合及集成固联  相似文献   

5.
为确定卷积效应以及深度制作误差对小F数连续浮雕衍射透镜(DOE)轴向聚焦特性影响,基于瑞利-索末菲衍射理论建立了激光直写制作的连续浮雕衍射透镜非旁轴近似轴向光强分布模型.该模型考虑了连续浮雕衍射透镜的轴向衍射聚焦特性与透镜结构参数、写入光斑尺寸和扫描间距以及深度制作误差的关系,克服了傍轴近似条件下传统模型的不精确性.为验证模型的正确性,用激光直写制作了设计波长为441.6 nm,F数为4以及相位匹配因子为3的连续浮雕衍射透镜,并测试了波长441.6 nm激光入射时透镜的轴向聚焦特性.实验与分析表明,该模型分析结果与实验测试结果符合,从而证实模型的有效性,为激光直写制作的小F数连续浮雕衍射透镜的应用提供了理论依据.  相似文献   

6.
金占雷  谭久彬  张山  王雷 《光学学报》2008,29(9):1730-1734
为了提高激光直写加工衍射光学元件时的线条质量,提出一种离焦激光直写的线宽稳定方法.该方法通过同时调节激光功率和离焦量,使光刻胶的曝光阈值处于线宽对曝光量的变化率较小位置,从而可以弱化线宽对实际曝光量或光刻胶阈值等变化的敏感度,提高利用离焦方法进行衍射光学元件制作时的线宽稳定性.推导了稳定线宽后的光功率控制模型和线宽模型,模型中的变量仅为离焦量,降低了光功率控制的复杂性.利用632.8 nm的He-Ne激光和NA-0.1的物镜在CCD上对采用该方法后的离焦线宽模型进行验证,实验结果与理论模型吻合较好.该方法对于线宽稳定度较高的衍射光学元件制作具有重要价值.  相似文献   

7.
亚波长衍射微透镜的设计   总被引:5,自引:5,他引:0  
设计了连续浮雕衍射微透镜和与其等效的二元亚波长衍射微透镜,采用旋转体时域有限差分法对通过计算机辅助设计出的元件进行了严格的矢量分析,给出了各元件在焦平面的场强分布.分析结果表明,本文设计的二元亚波长微透镜对连续浮雕微透镜有很好的等效效果;填充因子的脉冲宽度调制法要优于填充因子的线性近似法;制作相对误差不大时深度误差和宽度误差对微透镜聚光能力的影响不大.  相似文献   

8.
二维光栅是光刻机光栅尺系统的核心元件。搭建了超精密激光直写系统,基于二维超精密工件台,通过旋转基片90°进行两次曝光,制作出栅线密度为1200 line/mm的二维光栅掩模。原子力显微镜和扫描电镜结果表明,所制作的掩模轮廓清晰,空间分布均匀。实验结果证明了超精密激光直写系统能够制作出二维光栅掩模,在制作大尺寸、高精度二维计量光栅方面有着广阔的应用前景。  相似文献   

9.
二元光学超光谱成像仪分光系统设计   总被引:3,自引:0,他引:3  
二元光学元件用作透镜在原理上色差非常大,若不在设计上做出补偿,则会限制其在宽波段上使用。阐述了利用二元光学元件色散特性的新型超光谱成像仪的基本原理和应用前景。由于国内加工衍射透镜工艺条件的限制,提出利用折衍混合透镜代替衍射透镜来实现色散和成像,介绍了此透镜系统的设计方法,利用光学设计软件进行分析和评估,希望对二元光学超光谱成像仪的设计具有指导意义。  相似文献   

10.
单明广  郭黎利  钟志 《光子学报》2014,38(11):2880-2884
研究了一种用于并行激光直写的连续深浮雕衍射透镜阵列方法.该方法采用连续浮雕衍射透镜阵列替换传统并行激光直写中的物镜阵列,在兼顾系统分辨力基础上,克服了波带片等衍射透镜阵列衍射效率低的缺点|同时因采用深浮雕结构优化环带宽度,可降低阵列的制作难度.针对并行激光直写系统阵列F/#小的特点,在建立连续深浮雕衍射透镜阵列非旁轴近似聚焦模型基础上,设计、制作和测试了波长为441.6 nm,F/#为7.5的连续深浮雕衍射透镜阵阵列.测试结果表明:该阵列的衍射效率优于70%,远高于波带片阵列的40%.  相似文献   

11.
In this work, convex diffractive microlenses are designed for fabrication in GaN-based material with a gray-level mask. The aspect ratios of the surface relief of plano-convex and double-convex microlenses for different numerical apertures are compared to reduce the fabrication difficulty. The results show that for the numerical aperture less than 0.6, the aspect ratio of the double-convex diffractive microlenses is around half of the plano-convex diffractive microlenses. For the numerical aperture higher than 0.6, the aspect ratio of the plano-convex diffractive microlenses is similar to the double-convex diffractive microlenses. The error of the surface relief of the microlens occurring during the fabrication process is also discussed.  相似文献   

12.
l.IntroductionMicroopticselementshasacceptedsPecialinterestingforitsabilityofgeneratearbi-trarydiffractionwave-front.BinarymethodhasbeencommonlyusedtomakeMOE,thismethodisengagedseveralmasksandseveraltimesofetchingtoapproachacontinuousre-lief,averyhighaccuracyofa1ignmentisrequried,theprocessingiscomp1exandtimeconsuming.ThereareseveralotherwaystofabricateMoEwithcontinuousreIief.Oneisholcagraphicrecording,thismethodcanproduceMoEwithlarSearea,butthefataldefectisthelowerdiffractionefficiency.A…  相似文献   

13.
Wang MR  Su H 《Optics letters》1998,23(11):876-878
A new technique of laser-assisted single-step chemical etching for diffractive microlens fabrication upon high-energy-beam sensitive glass is reported. Laser direct writing with calibrated writing parameters results in gray-level mask patterns upon the ion-exchanged layer of the glass. The transmittance-dependent chemical etching upon the glass is then effectively utilized to yield suitable surface relief structures for multiple-phase-level diffractive optical elements. The one-step nonphotolithographic fabrication technique has been successfully applied for the realization of an eight-phase-level diffractive microlens.  相似文献   

14.
The manufacturing of test diffractive refractive intraocular lenses is illustrated by means of LIGA (deep X-ray LIthography and GAlvanoplastics and polymer forming). Dynamic X-ray lithography used while rotating the substrate versus an X-ray mask fixed in a beam of synchrotron radiation (SR) yields smooth optical 3D surfaces with roughnesses of 10–30 nm rms in polymethylmethacrylate (PMMA) layers. The axisymmetric diffractive refractive profile of a lens is predetermined by the radial angular function of the X-ray mask topology. The quality of the optical surface is reproduced for the nickel master form, which is electroplated onto a gold layer atop the PMMA relief. The optical quality also remains high for replicated lenses synthesized in this manner during silicon polymerization.  相似文献   

15.
Realizing a smaller or sharper diffractive center spot is a valuable research aim in soft X-ray focus and other related research applications. Fresnel zone plates (FZP) and photon sieves (PS) are often used to focus the X-rays or other wavelength light at present. Here, we show that combination of a super-resolution phase mask (SPM) and an FZP (or PS) as one diffractive optical element can realize a smaller or sharper diffractive center spot without significantly increasing the fabrication difficulty. All these diffractive phase elements can be applied to beam shaping, mask-less lithography, energy congregation in high power lasers, soft X-rays focus, and any other field that requires a smaller or sharper diffractive center spot.  相似文献   

16.
Yiqing Gao  Ningning Luo  Tingzheng Chen  Min Chen 《Optik》2010,121(13):1164-1169
We present the digital-division-mask technique for the first time to solve the problem of decline in transverse resolution, which is caused by using digital micro-mirror device (DMD) to make binary optical elements (BOEs). One high-frequency gray-tone mask can be divided into several low-frequency masks by fixed or variable low-frequency period sampling. And the superimposed lithography effect of these low-frequency masks in the spatial or temporal domain is the same as that of the original high-frequency gray-tone mask. The paper firstly analyzes the digital-division-mask technique in theory and describes the feasibility and advantages. Then taking the diffractive surface fabrication of refractive-diffractive hybrid lens as an example, we conclude that the digital-division-mask technique improves the edge sharpness of lithography pattern, and enhances the diffractive efficiency of BOEs by experiment.  相似文献   

17.
巩畅畅  范斌  邵俊铭  刘鑫 《光子学报》2020,49(5):172-181
针对传统接触式曝光过程中掩模版因自身重力产生形变从而引入不可忽视的线宽误差和位置误差的问题,提出了一种大口径石英基底衍射透镜的高精度制备方法.采用背面具有真空道的高平面度、高强度金属校正工装吸附在掩模版上,利用掩模版上下表面的压强差使其与工装高度贴合,确保掩模版的高平面度.待石英基底所有区域均与掩模版结构面紧密贴合后取下工装.完成接触式曝光和显影后,采用反应离子刻蚀技术对大口径石英基底进行刻蚀,最终得到高精度微纳米结构.经有限元分析,使用该校正工装后,掩模版的形变量由28.85μm减小为0.88μm.实验结果表明,采用该方法制备的口径430mm两台阶石英基底菲涅尔衍射透镜波像差优于1/25λ,平均衍射效率为38.24%,达到理论值的94.35%,具有良好的聚焦和光学成像效果.  相似文献   

18.
大数值孔径衍射透镜的优化设计方法   总被引:4,自引:0,他引:4  
安晓强  杜春雷 《光子学报》1998,27(5):453-458
本文针对大数值孔径衍射透镜工艺制作难的问题,以菲涅耳衍射透镜为例,研究了相位匹配原理并提出了一种优化设计二元大数值孔径衍射透镜的方法。在菲涅耳衍射透镜原理的基础上,确定了优化设计多相位台阶衍射透镜的结构参数,并给出了一个设计实例,最后对结果元件的衍射效率进行了分析与讨论。  相似文献   

19.
使用分步傅里叶变换和四阶龙格库塔法(R-K) ,对高强度激光以Ⅰ/Ⅱ类角度失谐方式,在KDP晶体中的谐波转换进行了研究,详细讨论了离散效应对三次谐波转换的影响。结果表明,离散效应不但降低了三次谐波转换效率,而且使谐波光束质量显著降低;初始入射基频光束腰半径较小时,离散效应是二次谐波转换和三次谐波转换效率降低的主要因素,失谐角对三次谐波转换的影响较小;随着束腰半径的增加,离散效应的影响逐渐减小,失谐角对三次谐波转换的影响逐渐增加。  相似文献   

20.
Laser induced backside wet etching combined with the diffractive gray tone phase mask has been used for the fabrication of a micro-lens array with a single lens diameter of 1 mm and a micro-prism in quartz. The micro-lens array was tested as beam homogenizer for high power XeCl excimer laser yielding a clear improvement in the quality of the laser beam.The optimum fluence range for fabrication of micro-lenses by laser induced backside wet etching using 1.4 M pyrene in THF solution and 308 nm irradiation wavelength is 1-1.6 J/cm2. The etching mechanisms of LIBWE are based on a combination of pressure and temperature jumps at quartz-liquid interface.  相似文献   

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