光栅成像扫描光刻技术

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1、BvBinYuADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofPhilosophyinOpticalEngineeringShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，CASMay,2013中国科学院上海光学精密机械研究所硕士学位敝㈣18IIIIIl7lllll。llUl2013年5月8日独创性声明本人声明所呈的学位论文是本人在导师指导下进

2、行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院上海光学精密机械研究所或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究工作所做的任何贡献，均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名；缸签字日期：如辟，月多。日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院上海光学精密机械研究所有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文件，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院上海光学精密机械研究所可以

3、将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：指导教师签名：j谤珂签字日期：压辟岁月弓。日签字日期：≯f多年歹月,7o日学位论文作者毕业去向：工作单位：通信地址：电子邮件地址：电话：邮编：中科院上海光机所研究生毕业论文／2013年光栅成像扫描光刻技术俞斌导师：周常河研究员摘要衍射光栅是一种应用非常广泛且重要的高分辨率的色散光学元件，在现代光学仪器中占有相当重要的地位，它广泛应用于光谱分析、光纤通信、光学测量、空间科学以及激光演示等等各个领域，特别是高

4、密度大尺寸光栅，在国家大工程中有非常重要的用途，例如用于激光核聚变项目上对激光脉冲进行压缩，其衍射效率可以达到95％以上。在光栅制备技术方面，许多国外的科研机构已经制作了密度干线以上的高性能大尺寸光栅，但是，目前国内的光栅拼接、扫描光栅、全息光栅等方面的研究与国外相比存在很大差距，因此针对大尺寸光栅的制造技术的研究与发展已经相当迫切。基于上述现状，我们提出了～种新型的高效的光栅制造技术——光栅成像扫描光刻，该技术具有制作周期短、光栅均匀性好、能量利用率高、尺寸可拓展、光学系统易于操作等优点，具有很大的发展空间。本文首先回顾了光栅的发展历程、分类和特性，介绍了目前

5、主流的大尺寸光栅制造技术，包括机械刻划，全息光刻和干涉扫描拼接技术，结合这些技术的优缺点，提出了光栅成像扫描光刻技术，详细介绍了该技术的实现过程，针对光栅的尺寸及密度的可拓展性进行了讨论。光栅的尺寸的调整，主要通过选择不同行程的移动台来实现，辅以光栅尺来提高移动台的精度；光栅密度的调节，主要取决于位相光栅的密度以及4F系统透镜的数值孔径。给出了相应的实验结果，周期分别为209m，lOgm，59m的光栅，讨论了精确定位对最终制备的光栅质量的影响。最后对该技术未来的发展进行了展望，提出了相应的改进措施。关键词：光栅成像，扫描光刻，4F系统，大尺寸中科院上海光机所研究

6、生毕业论文／2013年中科院上海光机所研究生毕业论文／2013年Oratlngimagingscanninglltllograpny一BinY．uSupervisedby：Prof．ChangheZhouAbstractDiffractiongratingisahigh-resolutiondispersionopticalelement．Ithasbeenwidelyusedasthekeycomponentinopticalspectroscopy,fibercommunications，opticalmeasurement，spacescience，and

7、lasersystems，etc．Especiallythelarge·sizedandhigh·densitygratinghasaveryimportantuseintheNationalEngineering．Forexample，thediffractionefficiencycanreach95％ormoreforthelaserpulsecompressiononlaserfusionproject．Manyforeignscientificresearchinstitutionshaveproducedthehigh--performancelar

8、ge·-sizegrat