[发明专利]一种用于双光束及多光束三维重合对准的方法

说明书

一种用于双光束以及多光束三维重合对准的方法，包括步骤：①利用应用于双光束光刻的光束对准系统，使第一束光与荧光聚合材料在焦点处行成荧光聚合点，定位第一束光的三维位置信息；②通过第二束光或者多束光激发所述的荧光聚合点；③调节第二束光或者多束光所对应的二向色镜的位置，至探测单元探测到的最强荧光信号处。本发明通过荧光聚合材料与所述第一束光发生聚合反应，定位第一束光的三维位置信息，并用激发的荧光强度变化来对准双光束以及多光束三维重合，使精度更高，且对准操作更为简洁。

技术领域：

本发明涉及激光技术领域，特别是一种用于双光束及多光束三维重合对准的方法。

背景技术：

随着激光器技术的快速发展，从以往的单光束微纳加工和成像技术逐渐过渡到双光束以及多双束微纳加工和成像，特别是目前的双光束光刻、多光束光刻以及双光束超分辨成像，要超越光学衍射极限，需要对两束光以及多束光在三维的重合要求严格的对准，以保证加工和成像的质量。

发明专利201910413229.0公开了一种应用于双光束光刻的光束对准系统及方法，具体步骤包括：设置双光束对准系统，如图1所示；发射第一光束并调整所述物镜，使所述第一光束依次经第一二向色镜、第二二向色镜和所述物镜后到达上转换荧光片表面，调节探测单元的光路位置，至所述探测单元探测到的最强荧光信号处；发射所述第一光束和第二光束，调节所述第二二向色镜的位置，至所述探测单元探测到的最强荧光信号处；沿光路方向调节所述物镜的位置，至所述探测单元探测到的最强荧光信号处通过上转换荧光片激发反射的荧光信号强度来对准双光束焦点，使对准精度更高，且对准操作更为简洁迅速；同时，利用上转换荧光片的特性使成像的分辨率提高，进而使双光束对准更加准确。但是该发明是基于上转换荧光片表面得到的荧光光强来实现光束的三维重合。在选用上转换荧光片表面进行对准时，并不能确切的在轴向和纵向有一个精确的位置信息，特别是轴向对准的时，没有确定的第一束光的位置信息的做参考，故基于扫描上转换荧光片表面荧光光强度来对准双光束以及多光束是有较大的局限性；除此之外另一现有技术中基于扫描纳米银颗粒的双束光以及多束光三维重合方法的繁琐耗时，且由于纳米银颗粒形貌的不同，其需要多次重复的对准，在对准过程耗时较长，特别是多光束对准时，需要多次重复的扫描，精度也会因为形貌的不同而产生波动变化。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种双束光以及多束光三维重合的方法，用于解决现有技术中基于扫描纳米银颗粒的双束光以及多束光三维重合方法的繁琐耗时，且重合精度波动问题，也可以解决采用转换荧光片表面进行对准时，并不能确切的在轴向和纵向有一个精确的位置信息的问题。

为解决上述问题，本发明提供了如下解决方案：

一种应用于双束光以及多束光三维重合的办法，具体步骤包括：设置双光束以及多光束对准系统；设置双光束以及多光束对准系统；发射第一光束并调整光束位置,使所述第一光束依次经过第一二向色镜、第二二向色镜、第三二向色镜和所述物镜后达到荧光聚合材料内部，并通过第一光束与材料内部行成聚合反应。发射第二光束或多光束，通过相机观察调节所述第二光束对应的二向色镜或所述多光束所对应的二向色镜的位置，使得第二光束或多光束与所述第一光束与材料产生的聚合点在轴向重合，再通过调节第二光束或多束光透镜位置使得探测单元探测到最强的荧光，使得光束纵向重合。本发明通过荧光聚合材料与所述第一光束发生聚合反应，形成荧光强度变化来对准双光束以及多光束三维重合。

优选的，第一光束与荧光聚合材料表面或内部发生反应聚合反应，形成聚合点，定位第一光束的三维位置信息，所述第一光束可激发荧光聚合材料产生荧光。

优选的，第二光束可激发所述第一光束与荧光聚合材料所产生的聚合点产生荧光，所产生荧光的方式荧光的方式是上转换发光或下转换发光。

优选的，多光束可激发所述第一光束与荧光聚合材料所产生的聚合点产生荧光，所产生荧光的方式荧光的方式是上转换发光或下转换发光。