作者单位
摘要
1 电子科技大学 光电科学与工程学院,四川成都0699
2 中国科学院 物理研究所 松山湖材料实验室,广东东莞5349
基于空间光调制器的无掩膜光刻是光刻技术重要发展方向之一。近年来,随着数字微镜器件芯片集成度与性能的提高,数字微镜器件无掩膜光刻成为一种主要的数字光刻技术。由于可灰度调制的光反射式“数字掩膜”替代了传统光刻中使用的预制物理光掩膜版,该技术极大地简化了光刻制版流程,提高了光刻的灵活性,广泛应用于平面微纳器件、超材料、微流控器件、组织生物研究等领域。从数字无掩膜光刻原理出发,简要介绍了典型匀光照明系统结构与微缩投影系统结构,进而介绍了面向平面光刻的空间分辨率增强技术、灰度光刻技术以及三维微立体光刻技术的进展。最后,列举了几类典型的数字无掩膜光刻应用,并对其发展方向进行了展望。
无掩膜光刻 空间光调制器 数字微镜器件 分辨率增强 灰度光刻 微立体光刻 maskless lithography spatial light modulator digital micromirror device resolution enhancement grayscale lithography micro-stereo lithography 
光学 精密工程
2022, 30(1): 12
作者单位
摘要
1 中航华东光电有限公司,安徽 芜湖 241002
2 合肥工业大学 光电技术研究院,安徽 合肥 230009
3 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009
LED已经成为头盔液晶显示的主流背光光源,为了提升LED主视角亮度,减小背光模块的体积,对双自由曲面透镜进行了扁平化设计,形成透镜薄膜,仿真结果表明光线透过透镜薄膜后,存在中心亮度升高、光斑缩小的问题。采用反馈优化方法修改了双自由曲面透镜设计时的能量分布,并重新设计了透镜薄膜,仿真结果表明优化后的光斑尺寸从2.3 mm增加到7.1 mm。采用无掩模直写光刻技术制备了两层透镜薄膜,分别包含一个扁平化后的自由曲面。对包含和不包含透镜薄膜的背光模块进行了测试,测试结果表明:包含透镜薄膜的背光模块平均亮度比不包含的提升了18.1%,设计的透镜薄膜可有效提升LED背光亮度,减小背光模块体积。
透镜薄膜 LED背光 无掩膜光刻 lens film LED backlight maskless lithography 
应用光学
2021, 42(1): 182
作者单位
摘要
1 中航华东光电有限公司,安徽芜湖24002
2 合肥工业大学 光电技术研究院,合肥30009
3 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,合肥20009
基于标量理论计算了三阶任意宽度的台阶光栅的衍射效率,发现当台阶宽度相等时光栅的衍射效率最高。采用基于严格耦合波的仿真软件分析了不同折射率下阶梯光栅高度和衍射效率之间的关系。仿真结果表明:光栅材料的折射率分别为1.52和1.74时,达到最大衍射效率时光栅高度分别为700 nm和470 nm,当光栅高度偏离最佳高度100 nm时,衍射效率分别从60 %降低到56 %和59 %降低到47 %。采用无掩模直写光刻技术制备了设计的三阶光栅,实际测试了各级衍射效率和在波导系统中的显示效果。测试结果表明:-1级衍射效率达到49.7%,波导耦出端成像清晰。研究设计的阶梯光栅具有制备周期短、成本低、效率高的优点。
全息波导 光栅 衍射效率 无掩模光刻 holographic waveguide grating diffraction efficiency maskless lithography 
光电子技术
2020, 40(4): 291
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 101407
采用数字微镜器件(DMD)无掩模光刻技术,以飞秒激光为光源,结合大面积拼接的方法快速制备了具有较高分辨率和毫米尺寸的大面积微纳结构。提出以单子场投影线扫描的方式进一步改善由于光场能量分布不均匀引起的结构边缘粗糙的问题,极大地降低了线条的边缘粗糙度,有效地控制了结构的精度。本研究以半导体领域常用的正性光刻胶为主要研究对象,实现了面积为7.4 mm 2的1 μm等间距线阵列和面积为38.7 mm 2的10 μm等间距线阵列结构的快速制备。本研究为大面积微纳结构制备提供了一种新方法,所制备结构可应用于气液流动、药物输运及晶体生长等领域。
激光光学 微纳结构 正胶 大面积 数字微镜器件无掩模光刻 边缘粗糙度 
激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111421
作者单位
摘要
1 大连海事大学轮机工程学院, 辽宁 大连 116026
2 广东海洋大学海洋工程学院, 广东 湛江 524088
氧化铟锡(ITO)导电膜具有电阻率低、透光性好、耐高温等优点,在光电领域具有重要应用。现有加工方法得到的ITO电极尺寸一般为10~200 μm,这限制了ITO电极在微纳领域的应用,为解决此限制,在传统湿法刻蚀方法的基础上,利用无掩模光刻技术对ITO玻璃表面光刻胶进行高精度曝光,再通过优化曝光、显影及刻蚀等过程,最终加工出尺寸仅为2 μm的电极。所提方法所加工的电极具有线性度高、无钻蚀、误差小等优点,为ITO电极在微纳领域应用开发提供了有现实意义的参考。
光学设计 ITO电极 湿法刻蚀 无掩模光刻 高精度 
激光与光电子学进展
2020, 57(3): 032202
作者单位
摘要
1 合肥工业大学 特种显示技术国家工程实验室 现代显示技术省部共建国家重点实验室 光电技术研究院, 安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
传统的两层棱镜膜对于MiniLED背光的增亮效果不明显, 因此设计了一种微结构薄膜来代替两层棱镜膜。首先, 根据MiniLED背光的配光曲线及尺寸, 对微结构进行分段设计。将与MiniLED芯片等宽区域设定为顶角90°的棱柱结构, 对2个MiniLED芯片之间的区域, 将MiniLED芯片作为扩展光源, 芯片2个端点发出的光束到达微结构底面会形成一个夹角, 将夹角的角平分线处光线准直到轴向方向, 结合Snell定律进行计算, 得到棱柱微结构倾角。然后, 通过LightTools仿真软件对单个微结构及微结构阵列分别进行了建模和仿真, 仿真结果表明: 加微结构薄膜后的轴向视角亮度相比于加两层棱镜膜提升了31.3%。最后, 通过无掩模光刻设备对设计的微结构薄膜进行加工制备, 并对样片进行测试。实测结果表明: 加微结构薄膜后的轴向视角亮度相较于加两层棱镜膜提升了25.7%。实现了针对MiniLED背光模组的亮度增强设计。
MiniLED背光模组 增亮 扩展光源 微结构 无掩模光刻 MiniLED backlight module brightness enhancement extended source microstructure maskless lithography 
应用光学
2019, 40(5): 887
作者单位
摘要
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院, 合肥 230009
2 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
集成电路光刻作为传统光刻技术的典型代表, 支撑着集成电路芯片的快速发展。新一代光刻技术具有工艺多样化、光刻精度高、光刻效率高的优点, 在研发新型光电子器件、实现3维微纳结构、构建有序纳米孔通道等方面有很大的潜力。回顾了近些年来涌现的多种新型光刻技术, 分析了各自的特征及在新型纳米电子、光子器件、能源、传感等领域中的应用。对未来光刻技术的发展方向进行了展望。
激光技术 光学制造 新型光刻技术 无掩模光刻 掩模光刻 微纳结构 laser technique optical fabrication new lithography technology maskless lithography mask lithography micro-nano structure 
激光技术
2019, 43(1): 30
作者单位
摘要
广东工业大学 物理电子学, 广州 510006
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 
光电工程
2015, 42(3): 83
作者单位
摘要
湖北工业大学 机械工程学院,武汉 430068
为了提高数字灰度光刻系统的焦深,研究了基于点扩散函数稳定性的光瞳编码优化方法,在此基础上综合考虑系统的成像对比度和分辨率,利用工程计算软件MAPLE和光学设计软件ZEMAX设计了一种分辨率为1μm的含有5区相位型光瞳滤波器的长焦深数字灰度光刻系统。结果表明,系统调制传递函数表现出离焦不变性,在保证像方分辨率的前提下,系统的焦深被延拓到原有焦深的2.5倍以上,且在整个焦深空间内系统性能与焦点处保持一致,从而提高了光刻系统的工艺容限。所得实验结果与理论分析一致,说明了设计的可行性。
光学设计 长焦深 相位型光瞳滤波器 无掩膜光刻 optical design long focal depth phase-only pupil filter maskless lithography 
激光技术
2013, 37(4): 464
作者单位
摘要
苏州大学 信息光学工程研究所 先进光学制造技术教育部重点实验室,江苏 苏州 215006
数字微镜器件(DMD)的能量利用率对于提高无掩膜激光直写系统的效率十分重要。对DMD在相干光照明下的相位调制特性进行数值和实验分析,发现同种型号DMD在出射0级光垂直于微镜表面角度入射情况下的衍射图样,其光能量分布各不相同,有0级光强占总光强27.2%的情况,也有零0级光强占总光强13.1%的情况,理论计算表明,DMD的微镜偏转角存在±1°的误差可以使DMD衍射0级的衍射效率在极大和极小之间变化。这一结论对于选择高能量利用效率的DMD有重要参考价值。
光学器件 数字微镜器件(DMD) 无掩膜光刻系统 相位调制 闪耀光栅 optical devices DMD maskless lithography system phase modulation blazed grating 
应用光学
2012, 33(4): 788

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