[发明专利]基于大面积多台阶二元光学元件的激光直写方法

权利要求书

1.一种基于大面积多台阶二元光学元件的激光直写方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、将2^N次台阶数据文件处理成灰度值从G0＝0开始到G2^N-1＝2^N-1结束的灰度BMP图像，其中0表示不刻蚀的台阶，2^N-1表示刻蚀深度最深的台阶；

S2、由曝光计量累积公式P＝P1+P2+…+Pn，Pn＝2^n-1*P1(n<＝N)分解灰度BMP图像，通过P1至Pn的单独或者互相累加组合，表示出所有2^N次台阶曝光所需的曝光计量，并将灰度BMP图像分为为若干L＝M*N列的二值BMP位图队列B1至Bm；

S3、将B1图像宽度扩充至DMD窗口像素宽度，上载到SLM空间光调制器件内存中，通过FPGA程序设定SLM每接收一次显示信号，B1图像在DMD窗口高度方向做H＝2^N-1*D像素平移显示；

S4、平台沿X方向匀速扫描运动，每当平台移动距离等于DMD上H像素在感光基板X方向成像尺寸大小时，触发一次SLM显示并同步触发激光器曝光，完成一个扫描行的曝光，X轴回到起始位置；

S5、平台在Y方向做步进平移，移动量等于DMD中M列图像成像在感光基板Y方向的成像尺寸大小；

S6、顺序载入二值BMP位图队列，依次降低H＝2^N-1*D中指数值，重复步骤S3至S5，直至DMD窗口移动量H＝2⁰*D即H＝D；

S7、再次设置DMD窗口高度方向做H＝2^N-1*D像素平移显示，重复步骤S3至S7直至二值BMP位图队列全部上载光刻完毕。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、按Pn＝2^n-1*P1分解为P1至Pn共n个单元曝光计量；

S22、用P1至Pn的单独或者互相累加组合分解灰度BMP图像中每个像素的灰度值；

S23、在灰度BMP图像中沿宽度方向从左向右选取L＝M*N列图像，记为列图像L1，生成一个与L1等像素大小的二值BMP位图记为B1，对列图像L1进行灰度值G1提取，将像素灰度值包含G1对应在二值BMP位图B1中相同位置的像素值置为1，其余位置像素值置为0；

S24、将灰度BMP图像提取位置向右移动M列，再次选取L＝M*N列灰度BMP图像，记为列图像L2，生成一个与L2等像素大小的二值BMP位图记为B2，对列图像L2进行灰度值G2提取，将像素灰度值包含G2对应在二值BMP位图B2中相同位置的像素值置为1，其余位置像素值置为0；

S25、将灰度BMP图像提取位置继续向右移动，直至完成列图像L2^N-1进行灰度值包括G2^N-1-1的提取；

S26、将灰度BMP图像分解位置往右移动M列，重复步骤S23与S25完成整个灰度BMP图像分解，得到二值BMP位图队列B1至Bm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DMD窗口高度方向像素成像方向对应平台X方向，DMD窗口宽度方向像素成像方向对应于平台Y方向。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中L＝M*N列图像宽度小于或等于DMD窗口宽度方向像素。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中H＝2^N-1*D小于或等于DMD窗口高度方向像素数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中激光器采用脉冲激光光源，脉冲频率为0-10KHz，脉冲宽度为5ns-100ns。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二元光学元件面积在100mmx100mm尺寸以上，单一台阶宽度为0.5微米以上，台阶数量大于或等于4台阶，台阶的深度0.1微米-10微米。