[发明专利]基于柱面镜聚焦的全息扫描高密度光栅的制备装置

摘要

一种基于柱面镜聚焦的全息扫描高密度光栅的制备装置，该装置包括双光束全息干涉光路，柱面镜，扫描平台和自动聚焦系统，由紫外激光器、第一半透半反镜、第一反射镜、第二反射镜、第一扩束准直装置、第二扩束准直装置、柱面镜、扫描平台、红光激光器、第二半透半反镜、像散透镜、四象限探测器组成，本发明装置可以实现高密度光栅的并行光刻，装置具有稳定性好、并行度高、光栅加工速度快等优点。

主权项

一种基于柱面镜聚焦的全息扫描高密度光栅的制备装置，其特征在于：该装置包括双光束全息干涉光路，用于产生高密度的光栅条纹场；柱面镜，可以将二维光栅场聚焦成一维高密度点阵；扫描平台（8），用于置放扫描基片并实现扫描基片的精确定位和扫描移动；自聚焦系统，控制扫描平面与柱面镜焦面始终保持一致；由紫外激光器（1）、第一半透半反镜（2）、第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、第一扩束准直装置（5）、第二扩束准直装置（6）、柱面镜（7）、扫描平台（8）、红光激光器（9）、第二半透半反镜（10）、像散透镜（11）、四象限探测器（12）组成，其位置关系如下：所述的双光束全息干涉光路包括紫外激光器（1），在所述的紫外激光器（1）输出的光路方向设置所述的第一半透半返镜（2），将所述的紫外激光分为透射光束和反射光束，在透射光束放置的第一反射镜（3）、在反射光束方向设置第二反射镜（4），在所述的第一反射镜（3）和第二反射镜（4）之后的焦距位置分别放置第一扩束准直装置（5）和第二扩束准直装置（6），在所述的扫描平台（8）上放置待光刻的基片，紫外激光器（1）输出的紫外光束，通过第一半透半返镜（2）分成透射光束和反射光束，然后利用两块第一反射镜（3）、第二反射镜（4）引入到两套对称放置的第一扩束准直装置（5）、第二扩束准直装置（6）中，最后扩束的两束平行光经过所述的柱面镜（7）相交于待扫描基片上，形成高密度的光栅条纹场；其中一束透射光束或反射光束经过的准直透镜固定在一个精密升降台上，通过调节准直透镜的高度，实现连续调节准直光束的出射方向，从而使两束光干涉的角度发生连续的转动，于是光栅条纹的方向也随之连续变化，以保证光栅条纹的方向与扫描平台移动的方向精确一致；所述的柱面镜（7）置于三维调整架上，使所述的柱面镜（7）放置在所述的扫描基片平面之前的光路中，所述的柱面镜（7）及其所述的三维调整架固定在精密移动压电陶瓷上，调节所述的三维调整架，使所述的柱面镜（7）与所述的扫描基片平面之间距为所述的柱面镜的焦距，以在所述的扫描基片上形成一排高密度的光栅点阵；使所述的柱面镜（7）的圆柱方向与光栅条纹方向保持垂直；同时所述的柱面镜相对于入射的双光束对称放置，并且光束中心与柱面镜中线在同一平面内；所述的自动聚焦系统包括红光半导体激光器（9），在所述的扫描平台（8）的正上方依次设置第二半透半反镜（10）、像散透镜（11）和四象限探测器（12），所述的第二半透半反镜（10）与所述的红光半导体激光器（9）发出的光束和自所述的扫描基片平面反射的光束成45°，所述的四象限探测器（12）对所述的扫描基片平面进行离焦检测，该四象限探测器（12）输出的离焦信号输入计算机，计算机控制PZT移动装置实时快速调节柱面镜的位置，保证扫描过程中基片平面始终与柱面镜焦面保持一致。