1 广东工贸职业技术学院机电工程学院, 广东 广州 510550
2 广东工业大学, 广东 广州 510006
针对芯片实验室对浓度梯度产生器（CGG）的需求, 为制作侧壁垂直的CGG, 提出了一种移动焦平面正反面曝光制备SU-8光刻胶微结构的方法。该方法根据焦深将SU-8厚度分成多层, 每曝光一次焦面向下移动一层, 当曝光层数达到总层数一半时将样品翻转, 同样采用移动焦面重复曝光的方式使SU-8内部形成光化学反应通道, 得到充分曝光。最终利用SU-8微结构制作出聚二甲基硅氧烷 (PDMS) CGG。测试结果表明：SU-8微结构实际轮廓侧壁垂直, 没有出现 “T” 形结构, 沟道高度为49.4 μm；PDMS CGG侧壁垂直, 沟道深度为49.3 μm, 满足CGG侧壁垂直要求。
光电子学 浓度梯度产生器 焦面移动正反面曝光 SU-8 聚二甲基硅氧烷 optoelectronics concentration gradient generator focal-plane moving front and back exposure SU-8 polydimethylsiloxane 红外与激光工程
2022, 51(10): 20220549
广东工业大学物理与光电工程学院, 广东 广州 510006
在数字光刻照明系统中,利用复眼透镜对365 nm发光二极管(LED)进行了匀光设计,透镜阵列采用近六边形的排列方式, 能基本覆盖圆形光。近六边形阵列相对于方形结构能减少无效透镜数量,能更有效地利用透镜发挥匀光效能。用软件分别仿真了近六边形、9×9方形透镜的照明系统, 并对比了其照度图,结果表明使用近六边形阵列的照明系统照度更为均匀。用近六边形阵列设计的照明系统与数字微反射镜(DMD)、 光刻镜头相结合,进行了2 μm精度的数字光刻实验,其像面照度均匀,线条清晰。
均匀照明 复眼透镜阵列 光学设计 365 nm发光二极管 数字光刻 uniform illumination fly’s-eye lens array optical design 365 nm light-emitting diode digital lithography
广东工业大学 物理与光电工程学院 光电视觉检测工作室, 广州 510006
以菲涅尔偏振反射理论为依据, 将入射光进行电矢量分解, 推导出影响眩光强度的偏振因子, 并分析该因子在眩光消除中所起的主导作用.根据成像检测模型, 推导出决定眩光位置和眩光区域大小的位移因子, 并分析该因子在眩光消除中起的辅助作用.测量工业上某种工件在相同环境中不同条件下的图像, 将所得图像数据进行抽样对比, 得到在不同偏振和不同位置情况下的图像灰度变化曲线.分析灰度变化曲线与偏振及位置的关系, 并对所提出的理论加以验证.结果表明眩光消除的本质是降低眩光区域与邻域区域之间的光强对比度, 对位移因子和偏振因子的联合调动可实现对眩光几乎完全的消除.
机器视觉 光学工程 光电检测 菲涅尔公式 眩光消除 Machine vision Optical engineering Photoelectric inspection Fresnel formula Glare elimination
广东工业大学物理与光电工程学院，广州 510006
本文讨论了对一般目标图像的对准方法，采用仿射变换模型，舍弃借助迭代法搜索图像最佳配准参数的传统方式，使用推导公式一步计算图像的平移旋转参数。该公式运用仿射变换单应矩阵最小二乘运算模型推导所得，首次得到可单步计算目标图像与待对准图像对位参数的计算算法，大大提高运算效率，实现了实时对位的功能，最后通过实验验证算法的有效性。
图像对准 仿射变换 平移 旋转 单应矩阵 alignment affine transformation translation rotation homography
广东工业大学 物理与光电工程学院, 广东 广州 510006
针对DMD数字光刻, 利用ZEMAX光学设计软件, 设计出了一套适用于型号 0.7XGA DMD的10片式光刻投影物镜。该物镜采用非对称性结构, 前组为改进的三分离物镜, 后组为匹兹伐物镜加平像场镜, 分辨率为2 μm, 近轴放大倍率为-0.15, 像方数值孔径NA为0.158, 全视场波像差小于λ/20 , 畸变小于0.014%, 焦深为20 μm, 通过各项评价可知系统已经达到了衍射极限。在对该镜头进行公差分析后, 利用Monte Carlo方法, 模拟组装加工了100组镜头, 得到90%的镜头MTF＞0.46, 50%的镜头MTF＞0.51, 证明了这种非对称性结构加工和校装的可能性。
DMD数字光刻 光学设计 投影物镜 非对称式结构 DMD digital lithography optical design projection lens non-symmetrical structure
广东工业大学物理与光电工程学院, 广东 广州 510006
为了满足微米量级印刷电路板(PCB)光刻的需求，提出了一种新型PCB 数字光刻投影成像技术。利用ZEMAX 光学设计软件设计并优化了双高斯结构型光刻投影物镜。该物镜具有双远心结构,可以避免数字微反射镜(DMD)偏转产生离焦，分辨率可达13.68 mm，数值孔径NA=0.045，焦深为200 mm，严格控制像面畸变量小于0.03%。采用DMD 多光束倾斜扫描技术，将DMD 旋转一定的角度，利用曝光点的位置与光斑重叠积分能量的多少，形成更小的像素尺寸，提高了网格精度。基于该投影成像技术进行了光刻实验，实验结果证实了该投影成像技术的可行性，通过控制网格精度既能实现整数像素以外的线宽又能提高图像的分辨率和光刻效率。
光学设计 光刻 镜头设计 数字微反射镜 倾斜扫描 成像系统 激光与光电子学进展
2015, 52(4): 042203
针对2 μm分辨力的光刻, 在以数字空间微反射器(DMD)为空间光调制器(SLM)的光刻系统中, 采用一种新的非对称式结构组合, 使用较少的透镜组成了一个高分辨力、大孔径的投影光刻镜头。利用ZEMAX 光学设计软件对其进行了建模和优化, 最终得到其全视场波像差小于λ/10, 畸变小于0.02％, 像方数值孔径NA=0.158, 最小分辨力为2 μm, 近轴缩小倍率β=-0.217, 其结果有效的减少了DMD 栅格效应对空间数字掩模图形的影响, 满足数字投影光刻光学系统的各项指标要求。最后, 对设计结果进行了公差分析, 在修改过少数几个默认公差后, 采用Monte Carlo 方法进行模拟装配, 证明了这种新结构镜头加工和校装的可行性。
DMD 无掩模光刻 栅格效应 投影镜头 光学设计 DMD maskless lithography grid effect projection lens optical design
1 广东工业大学 物理与光电工程学院, 广东 广州 510006
2 郑州铁路职业技术学院, 河南 郑州 450052
采用Zemax软件设计出6镜片、数值孔径为0.06、2倍缩小、以405 nm半导体激光器为光源、分辨精度达5 μm、视场12 mm×12 mm 内波像差小于1/4波长、畸变小于0.005%的双远心投影光刻物镜的设计方法。将设计的物镜实物化, 并对其光学传递函数(MTF)作精确的实验测定, 利用所提出的MTF标准实验测量法, 得到该投影物镜的成像性能达亚10 μm线宽。
光刻 投影物镜 光学传递函数 lithography projection objective optical transfer function MTF MTF
广东工业大学 物理与光电工程学院，广东 广州 510006
为研究大面积激光投影光刻的调焦，利用Zemax光学设计软件模拟离焦对光程差（OPD）和调制传递函数（MTF）的影响，分析二者对投影曝光图形质量的影响，给出系统最大的离焦量值。提出一种利用显微镜的调焦方法，分析此方法的调焦误差主要来自于显微镜景深，根据景深表达式和系统最大离焦量值，选择一款景深不大于系统最大离焦量的显微镜来构建调焦系统，并基于该调焦系统进行光刻实验。实验结果表明：利用该方法对投影成像光刻进行调焦，无论是否离焦，边缘视场与中心视场的MTF均有差异，分辨率也有差异，但这种差异不影响光刻图形的质量。
投影光刻 Zemax光学设计软件 调制传递函数 离焦 调焦 projection lithography Zemax optical design software modulation transfer function defocusing zooming
