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宽幅衍射图像激光干涉直写系统的设计及应用

作　者: 解正东
导　师: 陈林森
学　校: 苏州大学
专　业: 光学工程
关键词: 衍射图像激光干涉直写系统干涉型光学头大幅面光变图像直线电机光刻闭环控制
分类号: O436.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着激光全息技术及其应用的发展，对衍射图像激光干涉直写系统的性能提出了越来越高的要求。本课题在苏州大学高精度、小幅面衍射图像激光直写系统(HoloMaker-Ⅲ)的基础上，对原有系统中多个关键环节，尤其是机械结构、系统控制进行了分析和研究。利用半导体泵浦全固态脉冲激光器(DPSSL)作为光源，把图像数据转换成计算机控制信号，来控制激光脉冲输出和运动系统的运行，并采用连续脉冲曝光模式在光阻剂上进行了高速干涉光刻直写实验，获得了最大幅面为610mmX800mm衍射光变图像。本文提出了轻量化光学头的设计方案，通过更换旋转光栅腔体中的二元光学分光元件，可以实现多种衍射光变图像的制作。系统采用直线电机以及高精度光栅尺实现全闭环定位控制，最终获得高重复定位精度，点与点间的精度为1um，点内精细度为0.5um。本系统逐点光刻速度可达500dots／s，矢量化速度可达3000dots／s。本系统已达到工程化水平，具有很高的工业化价值。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章、引言  8-17
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外的研究现状  9-16
  1.3 本文主要研究的内容和创新点  16-17
第二章、系统的软硬件的优化设计与性能分析  17-52
  2.1 宽幅激光干涉直写系统的结构分析  17-29
    2.1.1 系统总体机械结构设计  17-19
    2.1.2 光学头轻量优化设计  19-21
      2.1.2.1 光学头主体框架的轻量化  19-20
      2.1.2.2 光学头传动机构的轻量化  20-21
    2.1.3 主要运动控制器件介绍  21-24
    2.1.4 系统的加工与调整精度要求  24-29
  2.2 干涉光学头器件设计与制造  29-43
    2.2.1 干涉光学头介绍  29-30
    2.2.2 分束干涉成像光路  30-35
    2.2.3 光束整形光路  35-37
    2.2.4 激光器的选择与其性能  37-43
  2.3 系统运动控制方式  43-52
    2.3.1 系统控制及采用的运行方式  43-45
    2.3.3 光栅尺信号的检测实现定位控制模式  45-50
      2.3.3.1 定位控制模式在PMAC卡中的实现方式  47-48
      2.3.3.2 定位控制模式中PMAC卡程序介绍  48-50
    2.3.4 旋转光学头的转动与刚性调整  50-52
第三章、系统性能评价与应用结果及典型分析  52-62
  3.1 系统性能参数  52-55
  3.2 宽幅衍射图像光刻实验结果  55-62
第四章、结论与展望  62-66
  4.1 结论及进一步研究方向  62-63
  4.2 应用前景  63-66
参考文献  66-69
攻读学位期间发表的论文及申请专利  69-70
致谢  70-71
详细摘要  71-73

宽幅衍射图像激光干涉直写系统的设计及应用

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