用于成像系统的高矢高透镜阵列光刻技术(英文)

在移动掩模光刻技术的基础上,提出一种可用于成像系统的高矢高透镜阵列制备的二次光刻方法。二次光刻分别用于减小抗蚀剂表面粗糙度和借助移动掩模光刻制备高矢高透镜阵列。通过这种方法,制备了矢高254μm的透镜阵列。透镜矢高约为传统移动掩模光刻技术制备透镜阵列矢高的二倍。进而,制备的透镜阵列被用于集成成像系统,获得了高质量的三维图像。这一结果很好地证明了此种二次光刻方法可用于成像系统高矢高透镜阵列的制备,具有较好的应用前景。     

基于特殊X射线光刻技术的空心微针制备技术

介绍了2种基于特殊X射线光刻技术的空心微针制备方法.一种为基于2次不同X射线光刻技术的制备方法,即第1次为通常意义的带掩膜板光刻,第2次为无掩膜板光刻;另一种为基于2次移动掩膜板光刻加1次通常意义的带掩膜板光刻技术的制备空心微针方法.结果表明:在面积为5mm×5mm的聚合物基板上制备了25根空心微针阵列.     

编码掩模红外成像系统的建模与指标分析

一种编码掩模红外成像系统的建模方法,模型由两个功能部分组成:编码掩模和理想透镜组成的成像部分以及实际透镜的非理想成像部分.其中,第一部分可表达为掩模按照掩模到镜头前平面的距离发生菲涅尔衍射的作用,第二部分可表达为平行光照射光瞳结构并按照同样的距离发生菲涅尔衍射后的聚焦结果.因此,编码掩模成像系统的点扩散函数PSF可以由编码掩模的衍射模式和实际透镜的PSF组成.根据编码掩模的评价函数以及系统PSF的估计,研究发现,基于Dammann光栅结构的编码掩模模式对于直接成像和图像恢复重建具有比较均衡的性能.实验结果表明,对于直接成像的编码掩模成像系统,其掩模应该具有较强的随机性,而对于图像重建系统需具有较多的周期性结构.     

基于数字微镜器件的激光光刻技术

数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device,DMD)作为数字光处理技术(Digital Light Processing,DLP)的核心,可通过控制其反射微镜的偏转实现全数字化成像。基于DMD的数字光刻系统采用动态数字掩模的曝光方式,分辨率高、速度快、加工面积大,可用于制作复杂三维结构和表面浮雕结构。本文阐述了DMD的基本结构和工作原理,分析了其灰度调理机制和投影成像特性,介绍了基于DMD的数字光刻技术的两个重要研究方向:灰度光刻技术和微立体光刻技术,具体探讨了DMD在两种技术中的应用。     

用相移掩模光刻技术制作大相对孔径二元透镜的研究

简述相移掩模的基本原理，提出了用相移掩模光刻技术制作大相对孔径的二元透镜的设想，通过数据模拟对相移掩模光刻技术做了探讨，给出了适合国内ｇ－线光刻机的相移掩模的设计。     

六角形孔径平面微透镜阵列的制作及成像

由于传统的圆形孔径透镜阵列填充系数较小,而在模拟复眼光学系统中需要高填充系数的透镜阵列。为提高填充系数,采用光刻离子交换法制作了六角形孔径的平面微透镜阵列,利用积分形式的光线方程式讨论了平面微透镜的近轴光学特性,研究了微透镜的光线轨迹方程式和一些重要的近轴成像特性,利用ABCD定理得到了六角形孔径平面微透镜像距、焦距的数学表达式。制作的平面微透镜阵列光学性能均匀,成像质量较好,离子交换后的变折射率区域有微小重叠,较大地提高了微透镜阵列的填充系数。     

100%填充系数的微透镜阵列薄膜及应用研究

本文研究了利用掩模移动法制作一种高填充因子、高垂跨比的柱面微透镜阵列(MLA)薄膜,并应用于有机发光二极管(OLED) 平板中来提高输出效率,测试结果显示OLED的输出效率最多可以提高46％,并且没有明显的色差。实验证明具有高填充因子、高垂跨比的微透镜阵列薄膜可以用来提高各种显示器的光学效率或者平板光源的照明效果。     

长焦距Si微透镜阵列的制作及点扩散函数测量

针对用常规光刻热熔法制作折射型微透镜阵列的过程中,临界角效应严重制约了长焦距微透镜阵列制作问题,提出了曲率补偿法;在经过常规光刻热熔成形和离子束刻蚀技术制成的硅微透镜阵列上再涂敷几层光刻胶,以降低各单元微透镜的曲率,然后再次进行加热固化和离子束刻蚀。扫描电子显微镜（ＳＥＭ）显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱面阵列,表面探针测试结果显示用补偿刻蚀法制作的微透镜的物方Ｆ数和像方Ｆ‘数分别可达到４９．     

长焦距Si微透镜阵列的制作及点扩散函数测量

针对用常规光刻热熔法制作折射型微透镜阵列的过程中,临界角效应严重制约了长焦距微透镜阵列制作问题,提出了曲率补偿法在经过常规光刻热熔成形和离子束刻蚀技术制成的硅微透镜阵列上再涂敷几层光刻胶,以降低各单元微透镜的曲率,然后再次进行加热固化和离子束刻蚀.扫描电子显微镜(SEM)显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱面阵列,表面探针测试结果显示用补偿刻蚀法制作的微透镜的物方F数和像方F＇数分别可达到49.26和53.52,并且微透镜的点扩散函数比较接近理想值.     

无掩模多束SPPs干涉光刻成像仿真软件研究

多束SPPs干涉光刻是一种可制作纳米尺度光子晶体器件的新型微加工方法,目前尚未见对多束SPPs干涉光刻过程进行模拟分析的专门软件.在分析SPPs激励和传输机理基础上,建立多束SPPs干涉成像模型,并采用VC和Matlab库函数混合编程编制了可计算多束SPPS干涉光刻成像的仿真软件.模拟和分析表明,该模型及软件计算准确、快速,达到预期效果,为实现无掩模SPPs干涉光刻全过程模拟和曝光实验研究的开展提供了技术支撑.     

超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器仿真与优化

为了设计高性能的超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器,提出了结合正交试验与压电场、应力场等多物理场直接耦合有限元法,对微驱动器的结构、几何参数进行优化.根据正交试验表设计有限元仿真分析试验,对试验结果进行极差分析,得到各影响因素对驱动器弯曲角度指标影响的主次顺序,并获得了提高压电双晶片驱动器性能的最优化方案.仿真结果表明,多物理场优化方法大幅度提高了扑动角度,满足超微扑翼飞行器的设计要求.     

接近式光刻衍射光场的快速计算机模拟

接近式光刻中一般采用柯勒照明系统,并采用蝇眼透镜形成多点光源均匀掩模面的光场分布.利用基尔霍夫衍射理论及多点光源的衍射光场非相干叠加方法,对光刻胶表面的衍射光场进行了快速计算机模拟,并与霍普金斯理论计算结果进行了分析比较.结果表明采用基尔霍夫衍射理论及多点光源的衍射光场非相干叠加的模型不仅快速而且也可以比较准确地模拟接近式光刻的衍射光场分布.     

基于有限衍射波的合成孔径三维超声成像

现有的三维(3D)超声成像由于受到二维(2D)传感器工艺复杂和传统聚焦成像中声波传播时间的限制,成像系统帧率和分辨率都比较低.为此提出了基于有限衍射波的合成孔径成像方法,该方法使用一维(1D)传感器发射有限衍射波声场,采用合成孔径技术对整个目标区域回波信号综合处理,利用Fourier变换进行成像.计算机仿真结果表明,该方法可以用来成像.在当前成像方法中,该方法可以同时获得较高的帧率和分辨率,并且降低了对传感器的要求,具有较大的发展应用空间.     

基于周期阵列抽样孔的非迭代实时相干衍射成像

提出了一种从远场衍射强度图样实现实时相干衍射成像的非迭代方法．该方法利用特殊设计的周期正方阵列抽样针孔对待测物体的菲涅耳衍射场的波前进行抽样,用CCD记录其远场衍射图样．在计算机中对其处理,可以直接从远场衍射图样的逆傅里叶变换中提取物波的抽样复振幅数据,再利用标量衍射理论对物体重现．因为该方法只需要对一幅远场衍射图样进行测量,避免了迭代算法,而且从理论上不需要透镜,它可以在较广的波长范围内实现实时相干衍射成像．     

一种新的低成本微电子机械系统微针加工方法

提出了一种新的空心微针阵列加工方法，利用三次同步辐射曝光和显影过程来加工微针．通过无掩膜曝光实现显影腐蚀的侧向扩展，从而获得微针的尖部形状；为克服因同步辐射光源的光束为近似椭圆高斯分布所造成的微针呈椭圆形及微针在各个方向上的强度不均匀问题，采用正交两次曝光方法来补偿同步辐射光源的光束分布不均匀性．这种方法工艺过程非常简单，并且无需任何特殊装置．文中所有实验是在日本立命馆大学的超导压缩存储环同步辐射光源AURORA的第13条线上完成的．实验结果表明，利用这种新方法可以非常方便地加工出高质量的空心微针，实现微针阵列的低成本、批量化制造．     

视角增大的集成成像3D显示系统

本文设计了一个视角增大的集成成像3D显示系统.该显示系统由显示屏、一列凸微透镜阵列、一列凹微透镜阵列及两列正交偏振片阵列组成.显示屏用来显示微图像阵列,偏振片阵列用来消除相邻图像元之间的串扰,两列微透镜阵列用来再现3D像.本文所设计的集成成像3D显示系统中图像元经过凸透镜所成像的节距影响视角大小,由于像的节距大于图像元的节距,所设计显示系统的视角大于传统集成成像的视角.本文给出了视角理论分析的仿真实验验证,实验结果与理论分析一致     

基于透反式二维绝对零位光栅的光刻对准技术

在二维零位光栅原理的基础上提出了一种透反式二维零位光栅系统,从理论上分析了系统的可行性,并进行了对准性能的试验.实验数据表明透反式光栅系统比一般的光刻对准技术的对比度更强,判别零位的性能更好.该系统作为一种新型的掩模-硅片对准技术,应用于光刻机中可获得优于20 nm的定位对准精度.     

运动目标成像特性研究

对焦平面阵列上的点源运动目标和电视扫描方式下的运动目标分别建立了目标运动成像模型，得到了传感器因素与目标成像特性之间的函数学系；提出了目标精确定位的方法．模拟实验表明，所给出的运动成像模型能够较好地刻画运动目标的成像规律，使得目标定位方法能有效地修正由于目标的运动成像畸变带来的影响，为精确跟踪算法的研究提供了理论依据．     

波动光学应用于成像光学系统装配公差的确定

给出一种利用波动光学原理计算成像光学系统，特别是非旋转对称系统的装配公差计算方法．采用光波波面描述物面上一个点发出的光在存在装配误差的系统中的传播过程．用菲涅耳衍射公式计算自由传播部分；用薄透镜的透射比计算通过透镜时的波面变化，由此得到射向像面的成像波面；通过对成像波面分布的分析推断成像情况；依据容许的成像质量确定装配误差．以一个含两个柱面透镜的成像系统为例，导出了确定这两个柱面透镜母线不正交性公差的公式．由此说明该方法可以解决不易用几何光学方法获得解析结果的问题．     

大视角一步彩虹全息

利用一个物镜获得大视角无狭缝一步彩虹全息。在记录时使物体与透镜同时移动,所产生的合成狭缝的位置与成像透镜的焦距无关,因此可尽量采用短焦距的透镜,从而获得较大视角的一步彩虹全息像。