[发明专利]一种在凸面基底上直接制作光刻胶母光栅的方法

权利要求书

1、一种在凸面基底上直接制作光刻胶母光栅的方法，其特征在于，该方法步骤如下：

(1)加工制作凹面光栅基底；

(2)加工制作凸面母光栅基底：

所述凸面母光栅基底的工作面面型与步骤(1)中的凹面光栅基底的工作面面型相一致；所述凸面基底的功能面为平面、球面或非球面；

凸面基底的工作面和功能面都是光学面，做抛光处理；

所述制作凸面基底的材料对曝光所用的光波长是透明的；

(3)在步骤(2)所得凸面母光栅基底的工作面上旋涂感光材料，得到感光材料层(140)；

(4)采用全息法曝光得到凸面光刻胶掩模光栅；

(5)对步骤(4)中曝光后的感光材料层进行显影，得到凸面光刻胶掩模光栅，即为光刻胶母光栅。

2、根据权利要求1所述的一种在凸面基底上直接制作光刻胶母光栅的方法，其特征在于，所述感光材料为光刻胶。

3、根据权利要求1所述的一种在凸面基底上直接制作光刻胶母光栅的方法，其特征在于，所述全息法曝光曝光光路结构根据如下步骤确定：首先，给出使用波长范围、探测用CCD尺寸、凹面光栅使用光路范围、光栅工作级次以及曝光波长参数数值；其次，将上述各个参数输入优化公式中进行计算，得到光路结构参数；

优化公式推导如下：

对于任意光线APB来说其相对于主光线AOB的光程差函数为：

ΔF＝APB-AOB-nmλ

   ＝(PA+PB)-(AO+BO)-nmλ                   (1)

根据记录光源C、D的位置可以得到：

n=1λ0[(PC-PD)-(CO-DO)]---(2)]]>

将式(2)代入式(1)得到：

ΔF=(PA+PB)-(AO+BO)-mλλ0[(PC-PD)-(CO-DO)]]]>

=M-mλλ0H---(3)]]>

将公式(3)中各个线段的长度分别以P(ε，ω，l)点、A(r_A，θ_A)点、B(r_B，θ_B)点、C(r_C，θ_C)点和D(r_D，θ_D)点坐标表示，可以得到

ΔF＝ΔF(ε，ω，l，R，λ，λ₀，m，r_A，θ_A，z_A，r_B，θ_B，z_B，r_C，θ_C，r_D，θ_D)    (4)

对于P(ε，ω，l)点，有ε＜＜ω，l，可据此对ε进行二项式展开，得到ε＝ε(ω，l)。

最终可以得到以光栅ω、l坐标为变量表示的光程差函数：

ΔF＝F₁₀ω+F₀₁l+F₂₀ω²+F₁₁ωl+F₀₂l²+F₃₀ω³+F₂₁ω²l+F₁₂ωl²+F₀₃l³

     +F₄₀ω⁴+F₃₁ω³l+F₂₂ω²l²+F₃₃ωl³+F₀₄l⁴+……(5)

其中，F₁₀是与光栅色散有关的项；F₂₀是与水平聚焦条件有关的项；F₀₂、F₀₄是与像散有关的项；F₃₀是与慧型像差有关的项；F₁₂、F₂₂是像散慧差项；F₄₀是球差项；其余F_ij与高阶像差有关；

为在所使用的波段内消除由F_ij所表征的像差，求解下式：

Iij=∫θB(λ1)θB(λ2)Fij2dθB=min---(6)]]>

对于所要设计的平场消像差凹面光栅来说，需要使I₂₀，I₃₀，I₀₂取得最小值，求解出满足条件的各个光路结构参数。