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一种新型微透镜阵列成象式投影光刻系统的研究

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光子学报 2002年第6期31卷 769-773页

作者：崔崧高应俊阮驰郝爱花中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室710068

从理论和实验两方面入手 ,系统地研究了微透镜阵列的形成原理和制作工艺 ,分析了微透镜阵列的面形结构 ,得到了联系微透镜阵列矢高与制作工艺参量的经验公式 .并且将四片微透镜阵列耦合 ,形成一个深紫外光刻的 1 :1成象的多孔径微小光... 详细信息

从理论和实验两方面入手 ,系统地研究了微透镜阵列的形成原理和制作工艺 ,分析了微透镜阵列的面形结构 ,得到了联系微透镜阵列矢高与制作工艺参量的经验公式 .并且将四片微透镜阵列耦合 ,形成一个深紫外光刻的 1 :1成象的多孔径微小光刻系统 .从几何光学理论出发 ,分析了这个光刻系统综合成象的特点 ,讨论了这种光刻系统的光学性能。

关键词：成象式投影光刻系统微透镜阵列光刻胶熔融法离子束刻蚀法形成原理制作工艺超大规模集成电路

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微透镜阵列光刻投影系统的研究

微透镜阵列光刻投影系统的研究

作者：崔崧中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）

学位级别：硕士

微透镜阵列在光路中可以发挥二维并行的会聚、发散、准直、成像和传输变换等作用，它具有排列精度高，制作方便可靠，易于与其它平面器件耦合等优点，是一种重要的微小光学器件。它顺应了光学元件微小化和阵列化的趋势，在光刻、光纤通... 详细信息

微透镜阵列在光路中可以发挥二维并行的会聚、发散、准直、成像和传输变换等作用，它具有排列精度高，制作方便可靠，易于与其它平面器件耦合等优点，是一种重要的微小光学器件。它顺应了光学元件微小化和阵列化的趋势，在光刻、光纤通信、光学信息处理等领域有着广阔的应用前景。本文首先从理论和实验两方面入手，较系统全面地研究了折射型微透镜阵列的形成原理和制作工艺。在光刻胶熔融法形成微透镜阵列的理论基础上，研究和简化了匀胶层厚度公式。针对光刻胶熔融法中的一些不足，发展了光刻胶的最佳熔融条件，探讨了熔融光刻胶与石英基片的接触角对微透镜阵列的表面面形形成的影响。对最佳接触角进行了理论分析和实验探讨，从而较好地指导了微透镜阵列的制作，获得了质量较高的光刻胶微透镜阵列。由于光刻胶的透光性能和抗磨损性能都远远逊色于石英基片，因此我们用反应离子束刻蚀法，将光刻胶上的微透镜面形转移到石英基片上来，有效地改善了微透镜阵列的透光质量。接着对折射型微透镜阵列光学参数的测量进行了讨论，利用简单实用的装置测得所制作的微透镜阵列的基本光学参数。在几何光学理论基础上，分析了微透镜阵列的光学性质，得到了焦距及相关主面位置的计算公式。用这些公式计算的系统参数与实际测量结果吻合得较好。本文主要对微透镜阵列组合形成光刻投影系统进行了较为全面深入的研究。从理论上和实验上系统地研究了微透镜阵列组的综合成像，建立并初步完善了一套利用微透镜阵列的组合作为光刻物镜头，进行投影光刻的光学系统。介绍了光刻投影系统的组合集成，详细分析了该系统的成像特点及光学性能。最后对这种光刻投影系统进行了像质评价。与传统的近贴式投影光刻相比，针对大面积光刻，特别是对那些面形有微弯曲或不平整的器件，采用这种光刻投影系统进行非接触式光刻，可以获得良好的像质和更大的工作距离。

关键词：微透镜阵列光刻胶熔融法离子束刻蚀法光刻

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NOA73材料的曲面微透镜阵列的制作

光电子．激光 2013年第2期24卷 292-296页

作者：李向红刘俊张斌珍唐军中北大学电子测试技术国家重点实验室仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

为了实现生物复眼的光学性能,介绍了一种仿生物复眼结构通过使用光刻胶熔融法和NOA73(norland optical adhesive)紫外曝光固化技术。首先采用光刻胶熔融法将一系列具有不同曲率、宽度的平面微凸透镜制作在Si基底上,且微透镜阵列具有统... 详细信息

为了实现生物复眼的光学性能,介绍了一种仿生物复眼结构通过使用光刻胶熔融法和NOA73(norland optical adhesive)紫外曝光固化技术。首先采用光刻胶熔融法将一系列具有不同曲率、宽度的平面微凸透镜制作在Si基底上,且微透镜阵列具有统一的聚焦特性和光滑度;通过比较NOA73、PDMS两种平面微透镜阵列的聚焦效果,得到NOA73材料具有更好的光学性能;然后利用PDMS的柔韧特性和NOA73紫外曝光固化的特性制作出曲面微凸透镜阵列;最后对曲面微透镜阵列进行成像测试、光强分布测试,结果表明,通过上述工艺制作的曲面微凸透镜阵列,最后对曲面微透镜阵列进行成像测试、光强分布测试,可知通知这种工艺制作的曲面微透镜阵列的尺寸达到微米,光学性能优秀,透光率基本达到100%,具有很好的重复性,可行性且制作简单、快速和低成本,并能模仿复眼结构的部分光学特性。

关键词： NOA73 曲面微透镜阵列光刻胶熔融法 PDMS 光学特性

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微光学扫描器研究

微光学扫描器研究

作者：刘冉华中科技大学

学位级别：硕士

目前扫描器多采用转棱镜或转反射镜来实现光斑的扫描,这种扫描方式随着科学应用要求的提高,暴露出了一些缺点,如体积较大,扫描速率比较低等。微光学技术是90年代发展起来的光电学科前沿技术,是光电技术列阵化、微型化、智能化的主要发... 详细信息

目前扫描器多采用转棱镜或转反射镜来实现光斑的扫描,这种扫描方式随着科学应用要求的提高,暴露出了一些缺点,如体积较大,扫描速率比较低等。微光学技术是90年代发展起来的光电学科前沿技术,是光电技术列阵化、微型化、智能化的主要发展方向。在国防、航空、航天领域中,微光学技术更是广泛应用于激光制导、光电跟踪等。国内在这方面的研究虽然起步稍迟,但目前也已受到普遍重视,掀起了研究热潮。本文介绍了三种微光学扫描系统的原理和设计:开普勒型望远扫描系统、伽利略型望远扫描系统和微反射式扫描系统。每种系统分成光学部分,机械驱动部分以及驱动电路部分进行描述。其中光学部分的研究是本文的主要内容。开普勒型望远扫描系统,用光刻热熔法制作了正透镜阵列;通过以89C2051单片机为核心的驱动电路,利用电磁力驱动两片微透镜的相对移动对入射光进行偏转。伽利略型望远扫描系统,同样以光刻热熔法制作正透镜阵列,负透镜阵列则采用在正透镜表面涂敷高折射率材料的方法制成;扫描原理与开普勒型望远扫描系统类似。微反射式扫描系统,以光刻和镀膜技术制作反射镜阵列;通过静电引力来驱动各个微小反射镜的偏转以实现扫描。通过matlab对这三种系统分别进行了夫琅和费衍射图样进行了分析。

关键词：微光学扫描系统光刻胶熔融法微透镜阵列衍射分析

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新型仿生复眼制备及测试研究

新型仿生复眼制备及测试研究

作者：李向红中北大学

学位级别：硕士

随着MOEMS（微光机电系统）技术的发展，微型化、阵列化、集成化已经成为光学发展的重要方向和当今高科技发展的前沿课题。由于生物复眼具有大视场、高灵敏度、体积小等突出优势，所以仿生复眼作为一种光学器件也引起了众多科学家、研... 详细信息

随着MOEMS（微光机电系统）技术的发展，微型化、阵列化、集成化已经成为光学发展的重要方向和当今高科技发展的前沿课题。由于生物复眼具有大视场、高灵敏度、体积小等突出优势，所以仿生复眼作为一种光学器件也引起了众多科学家、研究机构的广泛兴趣。目前，国内外对仿生复眼的研究有了一定的成果，但在排列方式、结构材料、制作工艺等方面都有一定的局限。本文从传统的光刻胶熔融技术的原理出发，从微透镜阵列及仿生复眼的排列方式、形状、结构材料、制作工艺等方面开展了一系列的仿生研究。本文的主要工作和研究成果主要有以下几点：（1）分析了生物复眼的工作机理和当前仿生复眼的研究现状，得出研制一种制作简单、光学材料优良的仿生复眼结构的重要意义;（2）研究了PDMS（Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷）、SU-8胶、NOA73(Norland Optical Adhesive73)等不同材料的工艺参数、性能情况等。并分析了传统光刻胶熔融方法制作微透镜阵列的工作原理、优缺点等;（3）利用新材料NOA73制作出不同排列方式及形状的平面微透镜阵列，并在此基础上利用新工艺制作出曲面微透镜阵列，通过一系列光学性能检测，发现制作出的曲面微透镜阵列具有良好的形貌及光强分布，进一步证明了NOA73材料的微透镜阵列具有优良的光学性能;（4）在曲面微透镜阵列制作及测试的基础上设计出一种新型的集成型方式的仿生复眼结构。对新型复眼结构进行Zemax仿真，通过与传统仿生复眼结构作比较，得出新型复眼结构具有制作简单、光损耗小、光学性能优秀的优良特征;（5）设计并制作新型仿生复眼结构。试验结果证明出本文采用光刻胶熔融法及压印方式制作的仿生复眼结构具有光强分布均匀、成像质量好、具有良好的形貌而且制作简单、成本小，可以进一步研究，这为仿生复眼的实际应用打下良好基础。

关键词： MOEMS(微光机电系统) NOA73 集成型仿生复眼光刻胶熔融法

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光学系统及设计

中国光学 1996年第2期10卷 6-7页

TH703 96020744 光刻胶熔融制作微小透镜阵列=Fusion methodfor fabricating microlens array with photoetchingcements[会,中]/高应俊,刘德森。

关键词：光学系统微小透镜阵列设计方法猫眼效应纤维光学高分辨率光刻胶熔融法球象面物理模型中科院

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光学系统及设计

中国光学 1997年第3期11卷 8-8页

TH703 97031451光刻胶熔融法制作微小透镜阵列=Fabrication ofmicrolens array by melting photoresist[刊,中]/高应俊,刘德森,闫国安,姚胜利,高凤(中科院西安光机所.陕西,西安(710068))//光子学报.-1996,25(Z1).-80-85对光刻胶熔融法制作微小透镜阵列的机理进行了深入的理论研究和实验,对各种控制透镜元性能的工艺参数进行了实验研究,特别是提出和研究了非球表面的形成问题,制出了具有较好性能的微小透镜列阵,并给出了测量结果以及实物和成像照片。图5参6(严兰)

关键词：光刻胶熔融法微小透镜阵列光波导短程透镜工艺参数光子学实验研究理论研究透镜列阵理论设计测量结果