[发明专利]微光学器件移动数字掩模制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微光学器件的制作方法，尤其涉及一种微光学器件移动数字掩模制作方法。

背景技术

微光学器件的制作方法是近年来国内外微光领域研究的热门。与微光学器件相关的各种设计和分析方法已经逐渐成熟，但相应的大规模、高效率、快速制作及复制技术却受到各种条件的限制，尤其是在国内，还未到达实用化阶段。目前新兴的无掩模光刻技术采用电寻址空间光调制器，为大规模、快速、灵活制作微光学器件及其阵列开辟了一条新的道路。采用的电寻址空间光调制器如数字微镜器件DMD(Digital Micromirror Device)，液晶显示器LCD(LiquidCrystal Display)等都是由有限个一定尺寸的像素点阵构成。无掩模光刻系统设计的数字掩模图形均是按电寻址空间光调制器的尺寸设计的，因而受电寻址空间光调制器点阵尺寸的限制无法制作均匀性很好的连续浮雕面形微光学器件及其阵列。

目前，国内外在新兴的制作连续面形微光学器件及其阵列的技术是掩模移动技术，可以制作光学性能和阵列均匀性较好的器件，但在掩模移动速度和移动距离上都有严格的限制，一次移动曝光所得的曝光量在掩模移动方向无法调制，因此只能制作对称性很强的微光学元件，且还会出现移动掩模的边框效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微光学器件移动数字掩模制作方法，该方法使用数字掩模移动，克服机械移动速度和移动距离上的限制及移动掩模的边框效应，并能精确控制曝光量。得到光学性能和阵列均匀性好的微光学器件。

本发明是这样来实现的，一种微光学器件移动数字掩模制作方法，其特征是制作方法为：

(1)将微光学器件的相位分布函数转换成移动数字掩模制作方法的掩模函数，通过移动数字掩模制作方法的掩模函数设计移动数字掩模图形；

(2)根据曝光能量积累函数设定掩模图形的运动速度及时间；

(3)通过实时掩模技术，对移动的移动数字掩模图形进行累积曝光，从而得到具有原相位分布的微光学器件。

本发明所述的微光学器件的相位分布函数首先确定移动掩模图形做水平、垂直或是旋转运动，再将微光学器件的相位分布函数转换成适合水平、垂直或是旋转运动的移动数字掩模图形；

本发明所述的曝光能量积累函数与入射光强、掩模函数、掩模移动速度及曝光时间相关，根据得到的掩模函数、入射光强及所需最终曝光累积函数确定掩模移动速度及曝光时间；

本发明所述的微光学器件的相位分布函数转换成移动数字掩模制作方法的掩模函数的方法为：对于具有旋转结构的微光学器件将其掩模函数转化为极坐标的位相关系，对于适合水平及垂直运动的微光学器件计算出其掩模函数；在根据曝光能量积累函数设定掩模图形的运动速度及时间即电寻址空间光调制器；利用计算机动画技术让掩膜图形作一定速度的直线或是旋转运动，最后通过实时掩模技术，对移动的移动数字掩模图形进行累积曝光，从而得到具有原相位分布的微光学器件。

本发明的优点是：1、移动数字掩模技术实现了传统机械移动掩模技术的功能；2、数字掩模可以从头到尾循环移动，克服了传统机械移动掩模外围尺寸有限导致的边框效应；3、移动数字掩模可方便地控制曝光量；4、根据实际需要实时修改数字掩模的移动速度及曝光时间，操作灵活方便。

附图说明

图1为本发明的原始灰度掩膜示意图。

图2为本发明的八台阶衍射微柱透镜示意图。

图3为本发明的八台阶衍射微柱透镜阵列示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，其特征是制作方法为：

(1)根据微柱透镜的结构，在薄透镜近似下，推导出其表面轮廓函数。根据表面轮廓函数设计绘制移动数字掩模图形；

(2)由数字掩膜轮廓函数计算曝光能量积累函数，再根据曝光能量积累函数设定掩模图形的运动速度及时间即电寻址空间光调制器如DMD各微镜的切换速度及时间；

(3)通过实时数字掩模技术，对移动的移动数字掩模图形进行曝光，从而得到具有原相位分布的微光学器件。