專利名稱：微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微光學器件的制作方法，尤其涉及一種微光學器件移動數(shù)字 掩模制作方法。
背景技術：
微光學器件的制作方法是近年來國內(nèi)外微光領域研究的熱門。與微光學器 件相關的各種設計和分析方法己經(jīng)逐漸成熟，但相應的大規(guī)模、高效率、快速 制作及復制技術卻受到各種條件的限制，尤其是在國內(nèi)，還未到達實用化階段。 目前新興的無掩模光刻技術采用電尋址空間光調(diào)制器，為大規(guī)模、快速、靈活 制作微光學器件及其陣列開辟了一條新的道路。采用的電尋址空間光調(diào)制器如 數(shù)字微鏡器件DMD (Digital Micromirror Device),液晶顯示器LCD (Liquid
Crystal Display)等都是由有限個一定尺寸的像素點陣構成。無掩模光刻系 統(tǒng)設計的數(shù)字掩模圖形均是按電尋址空間光調(diào)制器的尺寸設計的，因而受電尋 址空間光調(diào)制器點陣尺寸的限制無法制作均勻性很好的連續(xù)浮雕面形微光學 器件及其陣列。
目前，國內(nèi)外在新興的制作連續(xù)面形微光學器件及其陣列的技術是掩模移 動技術，可以制作光學性能和陣列均勻性較好的器件，但在掩模移動速度和移 動距離上都有嚴格的限制， 一次移動曝光所得的曝光量在掩模移動方向無法調(diào) 制，因此只能制作對稱性很強的微光學元件，且還會出現(xiàn)移動掩模的邊框效應。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法，該方法使 用數(shù)字掩模移動，克服機械移動速度和移動距離上的限制及移動掩模的邊框效 應，并能精確控制曝光量。得到光學性能和陣列均勻性好的微光學器件。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的， 一種微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法，其特征 是制作方法為-
(1) 將微光學器件的相位分布函數(shù)轉換成移動數(shù)字掩模制作方法的掩模函 數(shù)，通過移動數(shù)字掩模制作方法的掩模函數(shù)設計移動數(shù)字掩模圖形；
(2) 根據(jù)曝光能量積累函數(shù)設定掩模圖形的運動速度及時間；
。)通過實時掩模技術，對移動的移動數(shù)字掩模圖形進行累積曝光，從而 得到具有原相位分布的微光學器件。
本發(fā)明所述的微光學器件的相位分布函數(shù)首先確定移動掩模圖形做水平、 垂直或是旋轉運動，再將微光學器件的相位分布函數(shù)轉換成適合水平、垂直或 是旋轉運動的移動數(shù)字掩模圖形；
本發(fā)明所述的曝光能量積累函數(shù)與入射光強、掩模函數(shù)、掩模移動速度及 曝光時間相關，根據(jù)得到的掩模函數(shù)、入射光強及所需最終曝光累積函數(shù)確定 掩模移動速度及曝光時間；
本發(fā)明所述的微光學器件的相位分布函數(shù)轉換成移動數(shù)字掩模制作方法 的掩模函數(shù)的方法為對于具有旋轉結構的微光學器件將其掩模函數(shù)轉化為極 坐標的位相關系，對于適合水平及垂直運動的微光學器件計算出其掩模函數(shù)； 在根據(jù)曝光能量積累函數(shù)設定掩模圖形的運動速度及時間即電尋址空間光調(diào) 制器；利用計算機動畫技術讓掩膜圖形作一定速度的直線或是旋轉運動，最后 通過實時掩模技術，對移動的移動數(shù)字掩模圖形進行累積曝光，從而得到具有 原相位分布的微光學器件。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、移動數(shù)字掩模技術實現(xiàn)了傳統(tǒng)機械移動掩模技術的 功能；2、數(shù)字掩?？梢詮念^到尾循環(huán)移動，克服了傳統(tǒng)機械移動掩模外圍尺 寸有限導致的邊框效應；3、移動數(shù)字掩?？煞奖愕乜刂破毓饬?；4、根據(jù)實際需要實時修改數(shù)字掩模的移動速度及曝光時間，操作靈活方便。


圖1為本發(fā)明的原始灰度掩膜示意圖。
圖2為本發(fā)明的八臺階衍射微柱透鏡示意圖。
圖3為本發(fā)明的八臺階衍射微柱透鏡陣列示意圖。
具體實施例方式
如圖l、圖2、圖3所示，其特征是制作方法為
(1) 根據(jù)微柱透鏡的結構，在薄透鏡近似下，推導出其表面輪廓函數(shù)。 根據(jù)表面輪廓函數(shù)設計繪制移動數(shù)字掩模圖形；
(2) 由數(shù)字掩膜輪廓函數(shù)計算曝光能量積累函數(shù)，再根據(jù)曝光能量積累 函數(shù)設定掩模圖形的運動速度及時間即電尋址空間光調(diào)制器如DMD各微鏡的切 換速度及時間；
(3) 通過實時數(shù)字掩模技術，對移動的移動數(shù)字掩模圖形進行曝光，從 而得到具有原相位分布的微光學器件。
權利要求
1、一種微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法，其特征是制作方法為(1)將微光學器件的相位分布函數(shù)轉換成移動數(shù)字掩模制作方法的掩模函數(shù)，通過移動數(shù)字掩模制作方法的掩模函數(shù)設計移動數(shù)字掩模圖形；(2)根據(jù)曝光能量積累函數(shù)設定掩模圖形的運動速度及時間；(3)通過實時掩模技術，對移動的移動數(shù)字掩模圖形進行累積曝光，從而得到具有原相位分布的微光學器件。
2、 根據(jù)權利要求l所述的微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法，其特征是 所述的微光學器件的相位分布函數(shù)首先確定移動掩模圖形做水平、垂直或是旋 轉運動，再將微光學器件的相位分布函數(shù)轉換成適合水平、垂直或是旋轉運動 的移動數(shù)字掩模圖形。
3、 根據(jù)權利要求l所述的微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法，其特征是 所述的曝光能量積累函數(shù)與入射光強、掩模函數(shù)、掩模移動速度及曝光時間相 關，根據(jù)得到的掩模函數(shù)、入射光強及所需最終曝光累積函數(shù)確定掩模移動速 度及曝光時間。
4、 根據(jù)權利要求1所述的微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法，其特征是 所述的微光學器件的相位分布函數(shù)轉換成移動數(shù)字掩模制作方法的掩模函數(shù) 的方法為對于具有旋轉結構的微光學器件將其掩模函數(shù)轉化為極坐標的位相 關系，對于適合水平及垂直運動的微光學器件計算出其掩模函數(shù)；在根據(jù)曝光 能量積累函數(shù)設定掩模圖形的運動速度及時間即電尋址空間光調(diào)制器；利用計 算機動畫技術讓掩膜圖形作一定速度的直線或是旋轉運動，最后通過實時掩模 技術，對移動的移動數(shù)字掩模圖形進行累積曝光，從而得到具有原相位分布的 微光學器件。
全文摘要
一種微光學器件移動數(shù)字掩模制作方法，其特征是制作方法為(1)通過移動數(shù)字掩模制作方法的掩模函數(shù)設計移動數(shù)字掩模圖形；(2)根據(jù)曝光能量積累函數(shù)設定掩模圖形的運動速度及時間；(3)對移動的移動數(shù)字掩模圖形進行累積曝光，從而得到具有原相位分布的微光學器件。本發(fā)明的優(yōu)點是1.移動數(shù)字掩模技術實現(xiàn)了傳統(tǒng)機械移動掩模技術的功能；2.克服了傳統(tǒng)機械移動掩模外圍尺寸有限導致的邊框效應；3.移動數(shù)字掩?？煞奖愕貙崿F(xiàn)曝光量的控制；4.根據(jù)實際需要實時修改掩模形狀和掩模的移動速度及曝光時間，操作靈活方便；5.可一次性制作均勻性很好的連續(xù)浮雕面形微光學器件及其陣列。
文檔編號G03F1/26GK101587292SQ20091011561
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權日2009年6月29日
發(fā)明者余秋香, 青 葉, 喻立霞, 羅寧寧, 肖孟超, 敏 陳, 高益慶, 龔勇清 申請人:南昌航空大學