[发明专利]一种基于CCD成像检焦对准的微结构加工方法和装置

权利要求书

1.一种基于CCD成像检焦对准的微结构加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：利用匀光系统，将LED发出的365nm紫光进行匀化处理，均匀的投射到DMD靶面上，使其照明均匀；所述匀光系统的组成部件包括非球面镜、蝇眼透镜阵列和汇聚透镜；

步骤二：通过曝光系统，将DMD上的数字图案成像到曝光物面上，沿光轴方向移动曝光物面，进行阶梯曝光，并利用高精度电感仪记录曝光物面每次曝光的位置，从中找出最佳曝光位置，即为曝光焦面，然后微调CCD的位置，保证此时CCD上物面成像清晰，使得DMD曝光焦面和CCD成像焦面重合，即DMD和CCD互为共轭；所述曝光系统为用于将DMD成像到曝光物面上的曝光系统；

步骤三：将十字形图案加载到DMD靶面上，通过曝光系统光路投影到曝光物面上，再经成像系统光路成像到CCD上，在垂直于光轴的平面移动CCD，使得十字形图案落到CCD靶面正中心，从而实现DMD和CCD靶面的粗对准；所述成像系统为用于将曝光物面上图案成像到CCD上的成像系统；

步骤四：将DMD和CCD靶面的像素点一一对应，实现DMD和CCD靶面的精对准，同时控制DMD的曝光；

步骤五：将上述匀光系统、曝光系统及成像系统固定支撑到台式平台上，完成便携式的台式微细加工设备的搭建；

步骤六：在所述台式平台上进行曝光实验，移动位移台，当CCD上成像清晰时，控制DMD进行曝光，同时在垂直于光轴的平面移动曝光物面，进行曝光，并在高倍显微镜下查看结果，验证检焦精度和对准效果；所述位移台为用于实现曝光物面位移运动及旋转的手动位移台。

2.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像检焦对准的微结构加工方法，其特征在于，所述蝇眼透镜阵列和蝇眼透镜阵列中的单个蝇眼透镜的形状、以及所述匀光系统各组成部件之间的距离根据Zemax仿真优化和实验进行确定；所述蝇眼透镜阵列的焦面与汇聚透镜的前焦面重合，汇聚透镜的后焦面与DMD靶面重合。

3.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像检焦对准的微结构加工方法，其特征在于，步骤二中，通过对图像的边缘梯度计算获得的梯度值大小来评价图像清晰程度。

4.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像检焦对准的微结构加工方法，其特征在于，所述匀光系统还包括两个反射镜。

5.一种基于CCD成像检焦对准的微结构加工装置，其特征在于，包括：

用于提供均匀照明的匀光系统，所述匀光系统的组成部件包括非球面镜、蝇眼透镜阵列和汇聚透镜，所述匀光系统将LED发出的365nm紫光进行匀化处理，均匀的投射到DMD靶面上，使其照明均匀；

用于将DMD成像到曝光物面上的曝光系统，所述曝光系统包括DMD数字微镜阵列、第一Tube镜、长通二向色镜、聚焦物镜和所述曝光物面，所述DMD数字微镜阵列位于第一Tube镜焦面上，用于加载曝光图案；

用于将曝光物面上的图案成像到CCD探测器上的成像系统，所述成像系统包括所述长通二向色镜、所述聚焦物镜、所述曝光物面、第二Tube镜、分束棱镜和所述CCD探测器；

用于支撑曝光系统和成像系统的支撑结构，保证DMD和CCD的靶面相互共轭；

用于实现所述曝光物面位移运动及旋转的手动位移台；

用于支撑成像系统、曝光系统和匀光系统的台式结构。

6.根据权利要求5所述的一种基于CCD成像检焦对准的微结构加工装置，其特征在于，所述成像系统和曝光系统对称布置在长通二向色镜两侧，该二系统的下方设置所述手动位移台，该手动位移台为三维位移台。