[发明专利]一种同向偏振态的多路激光干涉光刻系统和方法

权利要求书

1.一种同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于：包括依次排列的激光产生组件(1)、光束整形组件(2)和干涉组件(3)，其中：

所述激光产生组件(1)用于产生至少三路相干的平行光束，这些平行光束的偏振方向相同；

所述光束整形组件(2)包括依次排列的扩束准直单元(4)和光束整形单元(5)，所述扩束准直单元(4)用于对所产生的相干的平行光束进行准直，所述光束整形单元(5)用于对进行准直后的光束进行能量均匀化处理；

所述干涉组件(3)包括偏振态调制单元(6)，该偏振态调制单元(6)用于调整经能量均匀化处理之后光束之间的夹角和光束的偏振态，获得相交于一点的干涉光。

2.如权利要求1所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于：所述激光产生组件(1)包括依次排列的三棱锥棱镜(7)、偏振镜(8)、Q开关(9)、泵浦光源(10)，腔镜输出镜(11)，所述泵浦光源(10)与Nd:YAG晶体(12)相互平行设置。

3.如权利要求2所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于，所述激光产生组件(1)用于产生光强相同、偏振态一致、相位差恒定的至少三路相干的平行光束，通过调节所述三棱锥棱镜(7)的尺寸来调整多路相干的平行光束之间的间距。

4.如权利要求1所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于：所述扩束准直单元(4)的扩束倍数为2，所述扩束准直单元(4)包括若干光学镜片和镜筒。

5.如权利要求4所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于：所述光学镜片采用K9玻璃，所述光学镜片镀有增透膜AR@1064nm，所述扩束准直单元(4)入口直径是ф10mm，出口直径是ф20mm。

6.如权利要求1所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于：所述光束整形单元(5)为方形光束整形器，所述方形光束整形器包括若干光学镜片和镜筒，所述光学镜片采用K9玻璃，所述光学镜片镀有增透膜AR@1064nm，所述光束整形单元(5)入口直径为ф20mm，出口为20mmx20mm。

7.如权利要求1所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于：所述偏振态调制单元(6)包括若干反射镜(13)和对应的若干半波片(14)，所述反射镜(13)用于调整经能量均匀化处理之后光束之间的夹角，所述半波片(14)用于调整光束的偏振态。

8.如权利要求7所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻系统，其特征在于：所述反射镜(13)为平面反射镜，所述平面反射镜采用K9玻璃制造，所述平面反射镜尺寸为ф40mm，所述平面反射镜的反射面镀全反射膜HR@1064nm。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述系统的同向偏振态的多路激光干涉光刻方法，包括以下步骤：

步骤S1：产生至少三路相干的平行光束，这些平行光束的偏振方向相同；

步骤S2：对所产生的相干的平行光束进行准直并对准直后的光束进行能量均匀化处理；

步骤S3：根据期望的光刻加工周期调整光束之间的夹角并调整光束的偏振态，获得相交于一点的干涉光。

10.如权利要求9所述的同向偏振态的多路激光干涉光刻方法，其特征在于，所产生的至少三路相干的平行光束的光强相同、偏振态一致、相位差恒定；在步骤S2中，将呈高斯分布的激光能量处理为能量分布均匀的平顶光束，并将光斑形状整形为方形。