基于移动掩模技术的微透镜阵列的制作及其面形控制

论文摘要

微透镜阵列在光束整形、光束准直等方面有着非常重要的作用,制作微透镜阵列的方法也有多种。本文针对柱面微透镜阵列的制作,在研究掩模移动光刻原理及方法的基础上,研究了数字掩模的理论及作用,并设计了用于制作柱面微透镜阵列的数字掩模,采用数字移动掩模光刻法制作柱面微透镜阵列,分析了光刻工艺中影响微透镜阵列面形的因素,通过选择曝光时间、显影液浓度、显影液温度和显影时问,来对微透镜阵列的面形进行控制。制作出面形较为理想的柱面微透镜阵列,单个微透镜的矢高为5.17μm,曲率半径为62.95μ m,焦距为114.45μ m。研究结果表明,在移动掩模光刻法中,数字掩模适于连续面形的微透镜阵列的制作。在移动掩模光刻过程中,工件台移动的直线性、定位精度、丝杠的位移传动都会影响微透镜阵列的面形；在光刻工艺中,曝光时间、显影时间、显影液浓度和显影液温度也会影响微透镜阵列的面形。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 微光学和微光学元件
• 1.2 微光学元件制作技术及发展
• 1.2.1 有掩模光刻技术
• 1.2.2 无掩模光刻技术
• 1.3 论文的研究目的及内容
• 第二章 移动掩模光刻原理
• 2.1 传统移动掩模光刻
• 2.2 数字移动掩模光刻
• 2.2.1 DMD的基本结构
• 2.2.2 基于DMD的数字移动掩模曝光法原理
• 2.3 工件台的性能要求
• 2.4 移动掩模的边框效应
• 2.5 曝光模型
• 2.6 显影模型
• 2.6.1 对一个曝光点显影的建模
• 2.6.2 对不同曝光点显影的建模
• 第三章 柱面微透镜阵列的制作及面形控制
• 3.1 曝光机的原理
• 3.1.1 结构及原理
• 3.1.2 光能匀化光路
• 3.1.3 投影光刻物镜
• 3.2 柱面微透镜阵列掩模的设计
• 3.2.1 掩模的初步设计
• 3.2.2 模拟曝光量分布优化掩模设计
• 3.2.3 掩模的设计结果
• 3.3 微透镜阵列的实验制作
• 3.3.1 基板表面处理
• 3.3.2 涂胶
• 3.3.3 前烘
• 3.3.4 曝光
• 3.3.5 后烘
• 3.3.6 显影与坚膜
• 3.3.7 刻蚀
• 3.4 实验结果
• 第四章 柱面微透镜阵列性能测试
• 4.1 微透镜阵列的均匀性测试
• 4.2 微透镜车列成像质量的测试（波像差）
• 4.3 微透镜焦距的测量
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况