[发明专利]一种基于双光子聚合曝光的并行光刻系统及方法

权利要求书

1.一种基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，包括：

光源模块，包括飞秒激光器和相位型体全息光学元件，所述相位型体全息光学元件对飞秒激光器发出的飞秒激光进行调制，形成若干呈空间点阵排列的光点；

液晶光阀，通过计算机载入二值掩模图像，控制每个光点独立地开关；

二维扫描振镜模块，将液晶光阀打开的光点扫描至显微打印模块；

显微打印模块，根据计算机设计的三维维纳结构，利用扫描振镜模块扫描的光点对感光材料进行分层并行光刻；

计算机，设计二值掩模图像和三维维纳结构，根据二值掩模图像和三维维纳结构控制液晶光阀、扫描振镜模块以及显微打印模块的动作。

2.根据权利要求1所述的基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，所述的光源模块还包括第一透镜、空间滤波器以及第二透镜；

所述空间滤波器位于第一透镜和第二透镜之间，所述空间滤波器位于第一透镜和第二透镜的焦平面上；

飞秒激光器发出的飞秒激光依次通过第一透镜、空间滤波器以及第二透镜后同轴照射至相位型体全息光学元件，形成若干呈空间点阵排列的光点。

3.根据权利要求1或2所述的基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，所述的相位型体全息光学元件为经过全息干涉曝光制作而成的全息干板。

4.根据权利要求1所述的基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，所述的液晶光阀为振幅型空间光调制器，位于经相位型体全息光学元件调制而形成的光点的点阵平面上。

5.根据权利要求1所述的基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，所述的显微打印模块包括：

物镜，对扫描振镜模块扫描的光点点阵进行微缩成像；

压电平台，具有压电陶瓷，将微缩成像后的光点点阵聚焦到感光材料的特定深度；

二维移动平台，承载感光材料，受控于计算机，根据计算机设计的三维微纳结构移动感光材料的位置。

6.根据权利要求5所述的基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，所述的二维移动平台的移动精度为μm量级。

7.根据权利要求5所述的基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，所述的显微打印模块具有监控装置，所述监控装置包括：

监控光源，照明感光材料；

相机，与计算机通信，实施监控光刻过程并传输给计算机。

8.根据权利要求7所述的基于双光子聚合曝光的并行光刻系统，其特征在于，所述的相机为CMOS或CCD相机。

9.一种基于权利要求1～8任一项所述的并行光刻系统进行并行光刻的方法，其特征在于，包括：

(1)将光刻区域分解为若干个面积相同的光刻分区；

(2)将某一光刻分区a移动到显微打印模块的工作区域，通过计算机控制液晶光阀、扫描振镜模块和显微打印模块，根据计算机设计的三维微纳结构对光刻分区a分层并行光刻；

(3)光刻分区a光刻完成后，将另一光刻分区b移动到显微打印模块的工作区域进行分层并行光刻；

(4)重复步骤(3)，直至所有的光刻分区光刻完成。