一種制備連續(xù)面形螺旋相位板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及微細(xì)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種制備連續(xù)面形螺旋相位板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 螺旋相位板是一種具有特殊光學(xué)性能的器件。它的光學(xué)厚度隨著旋轉(zhuǎn)角度而逐漸 增加，當(dāng)光入射到該螺旋相位板上的時(shí)候，平行光會(huì)被變成攜帶角動(dòng)量的禍旋光，該種禍旋 光在光綴、離子操控、量子通信等領(lǐng)域都有著很好的應(yīng)用。因此該就對(duì)其制備技術(shù)提出了迫 切的要求。電子束直寫(xiě)、聚焦離子束直寫(xiě)是一種制備螺旋相位板結(jié)構(gòu)的方法，但是該種方法 需要昂貴的設(shè)備，并且因?yàn)椴捎玫氖侵瘘c(diǎn)直寫(xiě)的方式，所W制備效率非常低，難W滿(mǎn)足實(shí)用 化的要求。目前還有另外一種加工技術(shù)是采用臺(tái)階狀的結(jié)構(gòu)來(lái)逼近于該種連續(xù)面形結(jié)構(gòu)從 而采用多次套刻的方法完成其加工，但是該種方法所需要的制備流程多，并且需要對(duì)準(zhǔn)精 度非常高的套刻設(shè)備，制備成本高。且由于制備完成的結(jié)構(gòu)為臺(tái)階狀的結(jié)構(gòu)，因此其光學(xué)轉(zhuǎn) 換效率低。那么該就對(duì)螺旋相位板的加工技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)，使得其成為一個(gè)亟待解 決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為；克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、效率高、 且可W成形連續(xù)面形螺旋相位板的方法。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是；一種制備連續(xù)面形螺旋相位板的方 法，該方法包含W下步驟：
[0005] 步驟（1)、根據(jù)目標(biāo)面形進(jìn)行掩模設(shè)計(jì)，具體為；假設(shè)該螺旋相位板的S維 面形函數(shù)為f(x，y),其口徑大小為D，選擇抽樣間隔d來(lái)對(duì)其進(jìn)行量化，將該=維結(jié) 構(gòu)在某一方向上量化成N個(gè)等間隔的條形子區(qū)域，可W表達(dá)為fi(x，y)，i=1，2…… N，將每個(gè)條形子區(qū)域等比例投影到其抽樣位置處的間隔內(nèi)，此時(shí)其函數(shù)可W表達(dá)為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制備連續(xù)面形螺旋相位板的方法，其特征在于，該方法包含以下步驟： 步驟（1)、根據(jù)目標(biāo)面形進(jìn)行掩模設(shè)計(jì)，具體為：假設(shè)該螺旋相位板的三維面形函數(shù)為 f (X，y)，其口徑大小為D，選擇抽樣間隔d來(lái)對(duì)其進(jìn)行量化，將該三維結(jié)構(gòu)在某一方向上量 化成N個(gè)等間隔的條形子區(qū)域，可以表達(dá)為fi( x，y)，i = 1，2……N，將每個(gè)條形子區(qū)域等 比例投影到其抽樣位置處的間隔內(nèi)，此時(shí)其函數(shù)可以表達(dá)為
1,2......N，其中C為常數(shù)，表示出了投影縮放時(shí)的比例，那么可以獲得每個(gè)區(qū)域的子掩模 函數(shù)可以表達(dá)為MiOc, y)，其中，當(dāng)（i-1) ^cKyC (i-1) ^chfi(X)時(shí)，MiOc, y) = 1，對(duì)應(yīng)的是 子掩模中不透光區(qū)，其余部分Mi (X，y) = 0，對(duì)應(yīng)的是子掩模中的透光區(qū)，將所有的子掩模進(jìn) 行組合，即可獲得總掩模圖形M(x，y); 步驟（2)、利用該掩模板對(duì)基片上涂覆的抗蝕劑進(jìn)行曝光； 步驟（3)、將曝光后的抗蝕劑進(jìn)行顯影，后烘，獲得抗蝕劑上的面形結(jié)構(gòu)； 步驟（4)、采用刻蝕技術(shù)將抗蝕劑上的結(jié)構(gòu)傳遞到所需要的基片材料上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備連續(xù)面形螺旋相位板的方法，其特征在于：抽樣間 隔d的選擇標(biāo)準(zhǔn)為：首選計(jì)算得到值《 = ，假設(shè)所要制備的螺旋相位板的目標(biāo)高度 為h，那么，如果a < 10h，那么d = a ;如果a>10h，那么d = 10h。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備連續(xù)面形螺旋相位板的方法，其特征在于：該掩模 設(shè)計(jì)完成后，需要利用該掩模采用移動(dòng)曝光實(shí)現(xiàn)對(duì)光刻膠的感光，即邊曝光邊將掩模與光 刻膠進(jìn)行相對(duì)位置移動(dòng)，移動(dòng)的距離為抽樣間隔d。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制備連續(xù)面形螺旋相位板的方法，涉及微細(xì)加工，自旋光學(xué)等領(lǐng)域。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)在制備螺旋相位板時(shí)，存在制備效率低，成本高等缺點(diǎn)，提出一種新型的連續(xù)面形螺旋相位板制備的方法。該方法通過(guò)對(duì)目標(biāo)面形進(jìn)行量化組合而形成掩模結(jié)構(gòu)，利用該掩模結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)曝光量的調(diào)制，進(jìn)而可以利用單次曝光實(shí)現(xiàn)連續(xù)面形螺旋相位板的制備，是一種成本低，效率高，實(shí)用并具有較大應(yīng)用前景的新方法。
【IPC分類(lèi)】G02F1-01, G03F7-22, G03F1-50
【公開(kāi)號(hào)】CN104865790
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510243020
【發(fā)明人】史立芳, 曹阿秀, 郭書(shū)基, 鄧啟凌, 張滿(mǎn), 龐輝, 王佳舟
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月13日