用于红外焦平面的正方形孔径球面微透镜阵列研究

针对目前红外焦平面光敏阵列中存在的占空比小、光能利用率低的实际问题,展开了正方形孔径球面微透镜阵列制作及其与红外焦平面阵列集成应用的研究.本文从红外焦平面光敏阵列特点入手,对比分析了正方形孔径相比于传统圆形孔径微透镜阵列在光能利用上的优势.提出正方形孔径微透镜阵列激光直写变剂量曝光制作技术,建立光刻胶曝光数学模型和正方形球面微透镜面型函数,以此为基础,编制直写设备变剂量曝光控制软件;利用长春理工大的学复合坐标激光直写系统和等离子刻蚀机进行相关工艺实验,制作了阵列256×256、单元尺寸40×40 μm²、球面半径60 μm、单元间距1 μm的红外石英微透镜阵列;并将其与相应阵列的碲-镉-汞红外光敏阵列进行集成.结果表明:微透镜的占空比达到95%,红外焦平面光能利用率从原来的60%提高到90% 以上.由此得出结论:变剂量曝光制作微透镜技术是可行的,正方形孔径球面微透镜阵列代替圆形孔径微透镜阵列,对于提高红外探测器的灵敏度、信噪比、分辨率等性能具备明显优势.     

扫描干涉场曝光系统中干涉条纹周期测量误差对光栅掩模槽形的影响

扫描干涉场曝光系统中干涉条纹周期的测量误差是影响曝光过程中相位拼接的主要因素。为制作符合离子束刻蚀要求的高质量光栅掩模,建立了条纹周期测量误差与扫描曝光对比度关系的数学模型,利用光刻胶在显影过程中的非线性特性,建立了扫描干涉场曝光光栅的显影模型,给出了光栅掩模槽形随周期测量误差的变化规律,并进行了实验验证。结果表明:周期测量误差不仅会使掩模槽形变差,还会引起槽形在空间上的变化。在周期测量的相对误差一定时,相位拼接误差与相邻扫描间的步进间隔成正比,与干涉条纹周期成反比。在显影条件一定、曝光光束束腰半径1mm、曝光步进间隔0.8mm、曝光线密度1800gr/mm时,周期测量误差控制在139ppm以内,理论上可以制作槽底洁净无残胶、槽形均匀的光栅掩模。     

Insights of Unconventionally Long Exposure Time in Atomic Layer Deposition Al2O3 to Modify SnO2 Photoanode of Dye-Sensitized Solar Cells

Porous SnO2 photoanodes coated by alumina through atomic layer deposition technology are reported. It is found that when the dosing time of precursor is extended over 11 s, the 125% maximum increase of cell emciency is achieved. It is believed that besides the interracial charge recombination being efficiently suppressed by this ultra-thin coating, the increased absorption of dyes and elimination of the high density of monoenergetic surface states on SnO2 might play a positive role in improving the cell efficiency. The reason is that a long exposure time of precursor can guarantee the 100% coverage of Mumina on porous SnO2, which is further explained by a built three-step model. Then we conclude that for a high cell efficiency in porous photoelectrode a long exposure time is indispensable.     

宽视场效应成像干涉技术

正以色列的研究人员们已开发了一种在单次曝光深度分辨全息成像过程中使视场加倍的方法。特拉维夫大学的Pinhas Girshovitz和Natan Shaked把干涉显微术作为了他们的技术基础。干涉显微术利用干扰效应来提取与成像物体的厚度或高度轮廓有关的定量信息,这些信息是有用的,例如可用于给生物样品成像而不留标记,或从光学角度为要做无损检测的元件生成亚纳米级精度的图像。但遗憾的是,为了能够在单次曝光中捕捉整个定量图像,视场减小了。Girshovitz和Shaked提议采     

TDI CMOS图像传感器曝光时间优化方法研究

为了提高时间延迟积分互补金属氧化物半导体(TDI CMOS)图像传感器的成像质量,研究了TDI CMOS图像传感器中曝光时间的选取对成像质量的影响。基于行滚筒曝光读出原理,分别分析了曝光时间对信噪比(SNR)和调制传递函数(MTF)的影响机理,根据分析结果,提出在级数已选定的情况下,曝光时间的选取存在最优值,此时得到的图像质量较好。为验证结论,基于自主研发的TDI CMOS图像传感器芯片及现场可编程门阵列(FPGA)开发板,搭建了TDI CMOS图像传感器成像测试系统。实验中采用MTF×SNR作为评价图像质量的指标,实验结果表明,在选定的相机参数下,积分级数为8级,光强为20 lx时,TDI CMOS图像传感器曝光时间选取64 ms时所得到的图像质量最好,此时MTF×SNR最大。     

小顶角平台硅中阶梯光栅光刻胶掩模制备工艺研究

为降低硅中阶梯光栅制作工艺中顶角平台对光栅衍射效率的影响,提出了“紫外曝光‐倒置热熔”结合法用于制备具有小占宽比的光刻胶掩模,对中阶梯光栅设计、硅基片准备以及光刻胶掩模制备等环节进行了研究。A FM 测试结果表明,可以制备占宽比为1∶5的光刻胶掩模,远远超出光栅理论设计中对顶角平台尺寸的要求。     

绿敏全息记录介质的光敏剂合成及性能研究

全息记录介质中光敏剂的用量非常少,但对记录波长的选择起到决定性的作用。针对最常用的532 nm激光器,设计并合成一系列环戊酮类光敏剂,研究它们的光谱特性、敏化引发单体聚合的反应动力学及其在光致聚合物型全息记录介质中的应用性能。结果表明,含有BTMI(2,5-bis(2-（1,3,3-trimethylindolin-2-ylidene）ethylidene)cyclopentanone)的样品具有最优的全息记录性能,在总曝光量为64 mJ/cm²的情况下单光栅衍射效率达到90%,折射率调制度为4.14×10^-4,Bragg光栅选择角的半峰全宽为0.90°。在单个激光脉冲（波长为532 nm,脉宽为150～200 ps,能量密度为25 mJ/cm²）的曝光下,该样品能够获得衍射效率为7%的全息光栅,说明可以实现信息的快速记录。通过配方的优化,BTMI有望应用于制备快速且高密度的全息存储介质。     

大容量体全息相关器存储时序的改进

体全息相关器的存储时序直接影响多通道输出的衍射效率均匀性,进而影响识别率。通过引入约束因子β,对传统的递减曝光时序进行改进,提出约束递减曝光时序,并用此时序在2400幅的存储容量下,实现了衍射效率较均匀的并行相关输出。     

电子束重复增量扫描曝光技术

 提出了电子束重复增量扫描曝光技术新概念,对吸收能量密度与深度和曝光剂量之间的关系、溶解速度与吸收能量密度之间的关系进行了理论分析,发现溶解速度随曝光剂量增加而增大。以此为依据,在SDS-3型电子束曝光机上采用20 keV能量的电子束对570 nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯进行了7次重复增量扫描曝光实验,得到了轮廓清晰的梯锥和圆锥3维结构,证明了电子束重复增量扫描曝光技术的可行性,为电子束加工3维结构提供了新工艺。     

利用FPGA实现TDICCD自动曝光控制

介绍一种简单易行的TDICCD自动曝光控制方法,通过对TDICCD工作原理的介绍、对其驱动时序的分析来说明了采用FPGA实现TDICCD自动曝光控制的原理。并采用VHDL对所设计的驱动时序进行编程,针对ALTERA公司可编程逻辑器件EP2S60F484C3ES进行适配,在QUARTUS5.0下进行仿真。系统测试结果表明,设计的CCD驱动程序可以满足TDICCD的各项驱动要求,并且达到了自动曝光的目的。