1 西安现代控制技术研究所, 西安 710065
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
3 浙江万里学院, 浙江 宁波 315100
利用中心波长1 028 nm、重复频率50 kHz、脉冲宽度220 fs的超短脉冲激光在掺Nd3+光热敏折变玻璃中刻写双线型和压低包层管状波导.研究了激光功率、波导双线间距、管状波导直径对近场模式的影响, 得到了两组导光模式较优的波导.利用波导的近场模式强度分布重构了其折射率分布图, 得到两类波导最大的折射率增加量分别为+7.0×10-4和+5.5×10-4.利用散射法测得双线型波导的传输损耗为1.29 dB/cm; 通过测量插入损耗得到压低包层管状波导的传输损耗小于1.95 dB/cm.利用飞秒激光在掺Nd3+光热敏折变玻璃中直接写入光波导, 在集成光学器件上具有广阔的应用前景.
集成光学 双线型波导 压低包层管状波导 飞秒激光光刻 掺Nd3+光热敏折变玻璃 Integrated optics Double line waveguide Tubular depressed cladding waveguide Femtosecond laser writing Nd3+ doped photo-thermo-refractive glass
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 国家纳米科学中心, 北京 100190
为解决传统光学检测方法存在的对已刻（干刻）区域无法检测、潜在曝光可能性、系统光路复杂以及灵敏度较低等缺点，提出了一种可用于激光直写光刻自动聚焦的高灵敏度流量计式位移检测系统。详细介绍了系统的原理、系统设计、实验方法以及误差分析等。根据流量传感器检测得到的气流变化，可以判断光刻系统中聚焦系统是否离焦以及离焦量的大小。再将此气流变化量转化为电压值反馈至压电陶瓷(PZT)执行机构，通过执行机构实现自动聚焦。由于喷嘴挡板系统可以建立喷嘴挡板间距与喷嘴内部压力的关系，而流量敏感度要高于压力敏感度，故采用了热线探针来检测系统流量变化。实验证明，该方法能够准确检测系统离焦量，系统测量精度可达100 nm，频率响应可达20 Hz，量程可达20 μm。而且在一定范围内喷嘴挡板间距与空气流量变化具有非常好的线性关系。
测量 激光光刻 自动聚焦 气动微距检测 喷嘴挡板 热线探针
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
飞秒激光光刻是一种灵活的三维光子器件制作方法。由于铽镓石榴石具有法拉第效应，具有广泛的应用，利用中心波长为800 nm，重复频率为1 kHz的飞秒激光，在磁致旋光晶体铽镓石榴石中刻写了双线型和压低圆包层两种光波导，重构了激光诱导折射率改变的分布和测试了光波导的传输损耗。双线型波导具有偏振依赖的导光特性，圆包层波导则不存在偏振依赖的导光特性。对于双线型波导，横电(TE)模和横磁(TM)模相位完全失配，在外加磁场下，导模的偏振面不会发生旋转，光刻的圆包层波导的导模的偏振面能够发生磁致旋转。铽镓石榴石中的双线型和圆包层波导可以作为波导偏振器和磁旋光器件，在集成光学上有潜在的应用价值。
集成光学 光波导 飞秒激光光刻 铽镓石榴石 法拉第效应 偏振依赖导光
中国矿业大学 机电工程学院， 江苏 徐州 221116
搭建了双光束激光干涉光刻系统和激光快速扫描系统。利用干涉光刻系统，实现了不同周期、不同深度、大面积的表面规则光栅织构的构筑。利用激光快速扫描器的二维扫描功能，通过控制激光功率和扫描速度，对曝光量和填充线条间距进行了优化。提出了两种双尺度复合织构的制备方法：一种是在激光快速扫描系统中对抗蚀剂表面分别进行x,y方向的扫描光刻，然后在干涉光刻系统中进行双光束干涉光刻；另一种是在激光干涉光刻系统中进行两次曝光，每次曝光的入射角不同。实验结果表明：这两种方法在制备双尺度复合织构方面具有快速、廉价、操作简易等优点。
双光束干涉 双尺度 表面织构 激光光刻 two-beams interference two-scale texture surface texture laser lithography 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2900
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
2 西安通信学院基础部，陕西西安710706
在无掩模激光光刻系统中，TI(Texa instrument，德州仪器)公司基于DLP(digital light processing，数字光处理)架构的DMD(digital micromirror device，数字微镜器件)系统已经得到应用，但是存在光刻图像质量和光刻速度无法提高等瓶颈。提出采用单片FPGA控制DMD的架构，使得微镜锁定时间自由可控，在成像质量上高于DLP架构下的光刻成像质量，同时具备的同步功能和高帧频特性可大大提高光刻速度。
激光光刻 空间光调制器 laser lithography DMD DMD FPGA FPGA SLM
1 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,四川,成都,610209
2 中国科学院微电子中心,北京,100029
用于100nm节点ArF准分子激光光刻的相移掩模(PSM)技术主要有无铬相移掩模(CPM),交替相移掩模(APSM)、衰减相移掩模(AttPSM)和混合相移掩模技术.对这些掩模的基本原理、制作方法及性能比较进行了分析研究.研究表明,无铬相位光刻(CPL)PSM和高透AttPSM 相结合构成的混合掩模最适合用于193nmArF光刻,以产生100nm节点抗蚀剂图形.
激光光刻技术 相移掩模 准分子光刻
1 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,四川,成都,610209
2 四川大学物理系,四川,成都,610064
激光干涉光刻不受传统光学光刻系统光源和数值孔径的限制,其极限尺寸CD达到曝光波长的1/4,研究了波前分割双光束、三光束方法及四光束无掩模激光干涉光刻方法,提出了可用于五光束和多种多光束和多次曝光的梯形棱镜波前分割干涉光刻方法.用自行建立的梯形棱镜波前分割系统进行了多光束干涉曝光实验,得到孔尺寸约220nm的阵列图形.
干涉光刻 激光光刻 无掩模 波前分割
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027
一种新的采用基准离焦信号的针孔调焦方案,用于激光直写的自动对焦子系统.通过在离焦曲线上提取参考离焦信号,建立基准离焦判据,它能容易地区分前离焦或后离焦,有效地克服了原有针孔调焦方案难于根据离焦信号来分辨离焦方向的弱点.借助微处理器和模拟电路实现了这一方案,并因此获得了均匀的1μm线宽的线条.
激光直写系统 针孔调焦法 激光光刻 基准离焦量
1 南昌航空工业学院测控系,江西,南昌,330034
2 国防科学技术大学机电工程研究所,湖南,长沙,410073
根据灰度掩模的制作理论,提出了由PP8000胶片输出仪、远心成像透镜组、平行准直He-Cd激光器构成的精缩投影曝光灰度掩模制作系统.通过灰度掩模平面不同位置处提供可变的透过率,经一次光刻后得到所需的衍射光学元件.该系统不仅可采用黑白胶片制作高分辨率灰度掩模板,还可根据彩色灰度等效理论,利用彩色等效胶片实现256灰度级的扩展细分,以进一步提高灰度掩模板制作的分辨率.对于16台阶灰度掩模,其分辨率可以从0～255扩展到0～1280灰度级.利用该系统给出了二元光栅精缩后的感光图片.
衍射光学元件 灰度掩模 激光曝光 激光光刻系统
1 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,四川,成都,610209
2 四川大学物理系,四川,成都,610064
无掩模激光干涉光刻中的分束方法一般有波前分割和振幅分割.研究和比较了振幅分割无掩模激光干涉光刻方法和系统,包括振幅分割双光束干涉系统、三光束干涉系统、液浸式深紫外干涉系统及全自动干涉光刻系统.建立了双光束双曝光干涉光刻实验系统.模拟和实验结果表明,对点阵或孔阵图形,在同样的图形尺度下,无掩模干涉光刻比传统光刻简单得多.
干涉光刻 激光光刻 振幅分割 无掩模
