[发明专利]一种光刻二元谐衍射Alvarez透镜变焦系统的方法

说明书

本发明一种光刻二元谐衍射Alvarez透镜变焦系统的方法，本发明先确定谐衍射Alvarez透镜的面型，接着确定一阶掩模位置并光刻，最后确定高阶掩模位置并光刻，保留了Alvarez透镜组原有的特征，即且第二Alvarez透镜相对于第一Alvarez透镜沿垂直于光轴方向移动，所述Alvarez透镜组的焦距会发生改变，并且相对于衍射光学元件，二元谐衍射Alvarez透镜变焦系统具有高精度高效率的特点；本发明加工工艺简单，精度远比常规光学加工的精度高。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及二元谐衍射的Alvarez透镜组，具体涉及一种光刻二元谐衍射Alvarez透镜变焦系统的方法。

背景技术

DOE(Diffractive Optical Element)是衍射光学元件，这是一种发展迅速的新型光学元件，是现代光学中一个研究热点。从振幅型全息元件到位相型全息元件再到计算全息(CGH)和闪耀相息光学元件，这都是DOE。这种以微结构干涉条纹为主的衍射元件有许多优点，但由于其衍射效率不高，一般不超过70％，而且工艺因素不易控制(湿处理、再现等)，成像质量欠佳而限制了全息DOE的应用。

BOE(Binary Optical Element)是二元光学元件，可认为是一种位相值被量化了的相息图(Kinofrom)，其表面微结构的尺寸在波长级，因此可用微细工艺方法来制造这种衍射元件，获得高精度高效率的BOE。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种光刻二元谐衍射Alvarez透镜变焦系统的方法。

本发明一种光刻二元谐衍射Alvarez透镜变焦系统的方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：取一块长方体玻璃板；

步骤二：确定谐衍射Alvarez透镜的面型；其中Alvarez透镜的表面多项式方程为：

其中A表示为多项式系数；

谐衍射Alvarez透镜根据Alvarez透镜的面形，以2mπ(m＝2)的相位差切割原Alvarez透镜，因此谐衍射Alvarez透镜相邻环带间的相位差是2mπ，m＝2。

步骤三：确定一阶掩模位置

先在谐衍射Alvarez透镜的mπ的相位处，将谐衍射Alvarez透镜分为上半区与下半区，如果谐衍射Alvarez透镜的表面面形在此透镜的上半区，那么就在基板相对应的位置放置掩模；下半区相对应的位置不放置掩模。

步骤四：光刻

用激光扫描基板，在没有掩模的基板上激光将其切割出一个台阶，而有掩模处的基板激光不切割。

步骤五：确定高阶掩模位置并光刻

当需要放置二阶掩模时，将谐衍射Alvarez透镜的(1/2)mπ与(3/2)mπ的相位处标记出来，并且谐衍射Alvarez透镜的表面面形高于(1/2)mπ处相对应的基板位置放置掩模，介于mπ和(3/2)mπ之间处相对应的基板位置放置掩模，其余位置不放置掩模，并进行光刻，光刻深度为第一次光刻深度的1/2倍。

当需要放置三阶掩模时，将谐衍射Alvarez透镜的(1/4)mπ，(3/4)mπ，(5/4)mπ与(7/4)mπ的相位处标记出来。当谐衍射Alvarez透镜的表面面形高于(1/4)mπ处相对应的基板位置放置掩模，并且在介于(1/2)mπ到(3/4)mπ、mΠ到(5/4)mπ、(3/2)mπ到(7/4)mπ处相对应的基板位置放置掩模。在进行光刻，光刻的厚度为第一次光刻深度的1/3倍。