一、灰阶编码掩模制作微光学元件（论文文献综述）
艾斌[1]（2017）在《亚像素扫描调制系统参数优化研究》文中认为微光学元件目前在光信息处理、光通信、微光学传感器,超精细加工等许多光学领域方面获得了越来越广泛地应用。微结构光学器件正向微型化、阵列化等方向发展,器件的尺寸要求变得越来越小,相应地使得制作微光学元件的方法要求越来越高。鉴于制作微光学元件技术需要克服光刻技术效率不高,提高分辨率等研究问题,提出了一种基于DMD数字掩模制作技术制作微光学元件的新方法。本文通过对基于DMD数字掩模制作技术理论研究,通过实验仿真对倾斜角度theta和扫描步长等实验参数的匹配优化研究,实现了改善分辨率的可行性,并且探究二者误差对成像质量的影响,为探索微光学元件的制作方法提供一条新的途径。论文的主要研究工作如下:1、详细研究了亚像素扫描调制光刻技术的原理,以及单方向扫描调制数字掩模提高分辨率的机理。分别设计了几种优化的数字掩模,包括二元光栅掩模、微透镜掩模和微透镜阵列掩模,通过仿真上述掩模沿不同倾斜角单方向移动积累的曝光量来验证亚像素扫描调制光刻技术,从而改善光刻成像质量的可行性。2、搭建了亚像素扫描调制光刻系统,详细介绍了各个光学部件在整个光路系统中所起的作用以及光路调整方法,并对光刻系统中的光源参数、扫描参数等做了一定的优化。通过仿真实验得出了最优扫描参数的匹配,即扫描步长和倾斜角度之间的优化匹配。3、通过大量的实验研究,深入摸索了实验工艺,探究了不同参数以及不同的实验条件对制作结果的影响,获得了较好的实验工艺参数。
黄胜洲[2]（2017）在《基于DMD无掩膜光刻技术及其微透镜快速成型方法的研究》文中指出微透镜是一种重要的光学元件,它具有重量轻、体积小、集成度高等优点,在光学、光电系统、微机电系统及传感器等领域中有着广泛的应用。近年来各种微透镜制作方法也大量涌现,如何经济有效快速地制作出所需要的微透镜及阵列结构已受到越来越多的研究者和工业界的关注。本文是利用数字微镜器件（DMD）无掩膜光刻技术作为研究手段,提出了快速有效的微透镜制作方法。以DMD曝光投影理论研究为基础,设计搭建了 DMD无掩膜光刻平台。基于该曝光平台,进行了三维光调控技术的研究。然后,在此基础上又进行了多参数调制微透镜成型方法的研究,以及最后还进行了柔性制作仿生复眼透镜结构的研究,拓展了无掩膜光刻技术的应用。主要研究工作如下:本文首先对基于DMD空间光调制器的结构、工作原理、工作特点及其应用做了详细介绍。紧接着进行了基于DMD曝光投影成像理论的研究。基于该理论基础,自主设计和搭建了一套无掩膜光刻系统。该系统主要包括均匀照明系统,DMD控制系统,CCD聚焦控制系统和投影成像系统。并对该系统进行了系统的基本性能测试,最小分辨尺寸能达到2.44μm左右,获得的光刻图形质量能够满足设计的要求。在此基础上,进行了三维光调控技术的研究。该技术是基于DMD无掩膜光刻单次扫描技术进行的,先通过设计所需三维图形的理论轮廓,再进行三维图形空间曝光剂量分布的计算,然后通过研究和优化三维切片算法,最后能快速有效的获得高质量的成型三维微结构轮廓。另外,考虑到DMD分辨率的限制及相邻切片层间的台阶,又进行了提高微透镜图形质量方法的研究。该方法是结合了该三维光调控技术和提出的非接触式倒置热回流技术,结果表明该方法能够有效地提高成型微透镜的质量,弥补了 DMD三维光调控技术的不足。利用该光刻平台,进行了多参数调制的微透镜成型方法的研究。该方法主要是利用旋涂过程产生的离心力使得微孔中的胶液能形成弯月面形状,进而通过调制旋涂速度、孔径大小、胶液浓度以及软烘温度等参数来调控弯月面的曲率半径,最终通过PDMS图形快速转印工艺可以方便得到不同形状大小的微透镜图形。最后,还进行了较为复杂的曲面仿生复眼透镜结构的制作研究。以自然界中的昆虫复眼的实际尺寸为理论参考,分别进行了仿生复眼透镜制作工艺、加工方法以及光学特性测量的研究。该研究中主要是利用DMD单次扫描光刻技术能够一次性快速的加工完成预成型的仿生复眼透镜结构,然后再巧妙地利用了 AZ P4620和S 1813两种正性光刻胶玻璃软化点（Tg）的差距,分别进行两次热回流得到所需要的仿生复眼微透镜结构。另外,为了避免热回流过程中微透镜结构的缺陷,还进行了边缘凸起现象的研究。在光学特性测量方面,通过自行搭建的光学测量系统对焦距大小、点扩散函数及成像能力进行了测量,测量结果表明通过该方法制作的仿生复眼透镜结构基本能够满足设计要求,而且比自然界中昆虫复眼呈现出更大的数值孔径。
池文明[3]（2017）在《用于光刻成像的DMD图像曝光方法研究与实现》文中认为光刻技术是半导体行业的基础。随着集成电路器件特征尺寸的不断减小,传统光刻工艺中所需要的掩模版制作成本急剧增加,各类无掩模光刻技术在近年来得到快速发展。基于DMD（Digital Micromirror Device）的数字无掩模光刻使用DMD代替传统光刻掩模版,降低了掩模制作的难度和高昂成本,简化了传统光刻加工的流程,具有效率高、成本低、灵活等优点。通过计算机灵活控制DMD曝光图像进行灰度曝光,可方便实现连续复杂微结构的加工,在3D光刻领域具有传统光刻技术无可比拟的优势,在半导体集成电路、PCB制造、微光学元件加工等行业具有非常好的应用前景。本文围绕DMD数字光刻系统,针对大面积光刻加工中的曝光方式、曝光效率及灰度曝光等问题,提出新的解决方案。首先,研究大面积光刻加工的DMD曝光方式,针对现有DMD数字光刻系统在扫描曝光工作方式下存在的效率低的问题,设计一种DMD高速图像曝光方法,优化扫描曝光的处理流程。通过预存所有图像数据,并在FPGA中完成对曝光图像的处理及对DMD曝光控制方式的优化,实现大面积光刻图像的高速扫描曝光。然后,根据DMD的灰度调制方式,研究使用DMD进行灰度图像曝光的控制算法,改进基于二元脉冲宽度调制的DMD灰度帧频提高方案,并设计一种面向扫描式3D光刻的DMD灰度图像曝光方法,通过软件对灰度图像进行位平面分解,在FPGA中完成对灰度曝光图像的处理和对DMD的灰度调制,实现DMD灰度光刻曝光,并获得较高的灰度帧频。最后在TI DLP4100开发平台中,基于FPGA设计并实现了DMD高速图像曝光方法和灰度图像曝光方法。通过发挥FPGA的高速数据传输和强大的时序控制能力的优势,最大限度利用DMD图像翻转的速度,实现一个高性能的DMD扫描曝光控制器,并应用到实际数字光刻机的开发中。实验结果表明,本文设计的DMD图像曝光方法有效地提高了DMD数字光刻系统的扫描曝光和灰度曝光的速度及工作效率。
张恒煦[4]（2016）在《基于DMD无掩模光刻质量控制研究》文中研究指明光刻是微纳制造的关键技术,制约着微光学元件加工技术的发展。本文针对DMD无掩模光刻质量问题,在研究数字光刻原理的基础上,从掩模设计和制作工艺两方面进行分析。提出分模曝光方法改善图形质量,并在掩模设计中对轮廓畸变问题进行优化。根据数字微镜阵列对灰度掩模的空间调制原理,设计出匹配的分模掩模。通过选择曝光时间、显影时间、刻蚀气体流量等工艺参数,对微透镜阵列的面形进行控制。利用SEM和轮廓仪对制作微透镜阵列的面形进行检测。研究结果表明,利用分模曝光方法制作球面面形微透镜阵列,图形轮廓整体平滑自然,四模曝光面形平均误差为0.54μm,相比传统单模曝光面形平均误差值0.93μm,平均误差减小了0.39μm。该方法有效减小了灰度掩模在投影光刻中的灰度级失真,弥补了由投影物镜焦深限制所造成的技术问题,提高了图形质量。
徐艳强[5]（2016）在《基于多像素扫描调制的数字光刻方法研究》文中认为近年来,无掩模数字光刻技术在微电子及相关领域有着广泛应用,以低成本、便捷、灵活性高等特点,成为光刻业界研究的热点。但是在微光学器件制作生产过程中,常常会出现光刻图形边缘模糊、工件结构不规整、成像质量差等问题。在此背景下,本论文结合DMD（Digital Mirror Device）无掩模光刻系统的优势和理论特性,提出了一种基于多像素扫描调制的数字光刻方法,从理论和实验进行研究探索,用以改善数字光刻成像质量。主要研究内容包括:1、通过对多像素扫描调制移动光刻技术的理论研究,分析得出扫描步长、扫描步数及相对倾斜角θ与子像素阵列之间的映射关系。接下来应用计算机仿真开展的验证性实验也证明了多像素扫描调制移动光刻技术在改善成像质量上的可行性,同时根据对均方根误差分析得出扫描步数和相对倾斜角θ对成像质量存在影响。2、结合多像素扫描调制移动光刻技术的理论研究,提出了一种利用多像素扫描调制移动光刻技术制作任意3D微结构的新方法,为简捷、快速地制作微结构器件提供了一种新思路。通过理论分析及公式推导得出目标剂量分布和累积剂量分布的数学表达式,以微透镜数字掩模设计为例,分别讨论了数字掩模设计、曝光区域优化及图形边缘优化处理的方法。多像素扫描调制数字光刻方法能够克服诸多缺点,如制作工艺繁琐、设计灵活性小、稳定性差等,并且能够很好的规避多次扫描曝光中周期长及台阶问题对3D微结构面形的影响。3、简单介绍了多像素扫描调制系统中的一些重要组成部分,以及对光刻工艺步骤进行了简要说明,同时开展了单张掩模单方向移动扫描实验、多像素单方向扫描制作微透镜实验及多像素单方向曝光区域优化处理制作微透镜实验。从实验上证明了多像素扫描调制移动光刻方法的可行性,同时分析不同曝光时间下测量轮廓与理想轮廓之间的均方根误差,也从另一个角度确定了该方法的制作精度。
李凤[6]（2014）在《一体化仿生光学复眼的制作及其光学性质研究》文中研究指明自然界中昆虫的复眼,例如苍蝇的眼睛,是天然存在的多孔径曲面光学探测系统,也是天然存在的实时图像分析和处理系统,具有视场大、重量轻、体积小、对运动物体敏感等特点,是研究者们制作微光电传感器、微光电探测器、微光电成像系统的极佳模型,因此对昆虫复眼的结构、功能等进行仿生也引起了众多科学家、军事学家、医学家的兴趣。因目前仿生复眼多采用微透镜阵列、曲面小孔阵列等独立元件进行高精度耦合得到,为了能进一步减小复眼光电系统的体积,降低耦合难度,本文提出了微透镜、晶锥和波导一体化的仿生光学复眼的物理模型,并围绕其光学性质、制作工艺及应用展开了一定的研究工作。首先本文提出了一体化仿生光学复眼的物理模型,建立了微透镜、晶锥和波导一体化的仿生光学小眼的物理结构,提出使用光线矩阵方法对一体化仿生复眼的光学性质进行分析,经过详细的推导,得到其光线矩阵及主要基点参数。一体化仿生光学小眼的光线矩阵、基点等与圆柱形波导的长度有紧密联系。不同的圆柱形波导长度导致了实像方焦点和虚像方焦点。使用光线追迹的方法对一体化仿生小眼和光学复眼进行了追迹模拟。然后本文采用时域有限差分方法对非线性光学聚合物中的自聚焦效应进行了模拟,证实了在非线性光学聚合物中利用自聚焦效应自写入晶锥、波导一体化仿生小眼结构的可能性。基于数字掩模光刻系统的特点,提出使用FDTD方法对具有衍射面型的非线性聚合物光学薄膜的自聚焦效应进行了模拟与分析,因此本文对表面为平面,不带任何微结构、表面带有微透镜微结构、表面带有按底面半径均匀量化衍射面型微结构以及表面带有按矢高均匀量化衍射面型微结构共四种面型的薄膜进行了模拟。模拟结果表明:由折射率升高引起的自聚焦效应可以用来在非线性光学聚合物薄膜内写入波导结构;表面带有微透镜微结构和表面按矢高高阶均匀量化衍射面型微结构的非线性光学聚合物薄膜在与敏感波长相互作用时,自写入波导结构的效果与一体化仿生光学小眼的物理模型最为接近。本文详细给出了制作一体化仿生光学复眼的工艺流程,其中的光刻工艺分别采用了传统铬掩模版和数字掩模技术进行。提出采用具有一定曲率半径的基底作为支撑,制作曲面一体化仿生光学复眼,这种方法增加了曲面复眼所在曲面的曲率半径的确定性,降低了制作曲面仿生光学复眼的难度。对制作出的仿生复眼的三维形貌和光学性质做了测试与分析。使用傅里叶光学方法得到一体化仿生光学小眼的点扩展函数的数学表达式,且实验测试与模拟两者的结果相符。本文最后讨论了一体化仿生光学复眼在与其他光电器件集成中的应用。对一体化仿生光学复眼在与图像传感器集成方面进行了分析,另外对一体化仿生光学复眼在耦合半导体激光器与II光纤的应用做了讨论,结果表明,当一体化仿生光学复眼的圆柱形波导长度在一定范围内变化时,对耦合效率有一定的影响。
杜立群,冼宗明,王大志[7]（2013）在《任意形状图形的灰度掩模图的设计系统研究》文中研究说明灰度掩模技术是制作三维微纳结构的有效方法之一,灰度掩模图设计是灰度掩模技术的重要组成部分.目前,在微机械器件制作领域中,通常只给出常用规则形状三维结构对应的灰度掩模图的设计方法,对于任意形状图形的灰度掩模图设计鲜有报道.本文综合灰度光刻技术中的编码原理和有限元法中的铺路法,提出了适合于任意形状图形的灰度掩模图设计算法,解决了误差处理和图形闭合两个关键问题,给出了算法及图形的评价方法,并利用AutoCAD二次开发工具ObjectARX研究了算法的程序实现,构建了灰度掩模图的设计系统.利用该系统设计了多幅常规规则形状和任意形状灰度掩模图,结果表明,该系统可以高效地设计任意形状图形的灰度掩模.研究工作为任意形状图形灰度掩模图的设计提供了一种新方法,可以提高灰度掩模图的设计效率,为三维微纳器件的制作提供技术积累.
何帅[8]（2010）在《动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究》文中进行了进一步梳理在微型光学元件制造中,光刻技术经历了从掩模时代到无掩模时代的发展,随着微机电系统（MEMS）的不断发展,无掩模光刻技术的发展被推向一个又一个高潮,数字化无掩模光刻技术就是在这一背景下快速发展起来的,它具有制作方便、节约材料降低成本、高精度、无套刻误差、一次性曝光制作三维面型结构等优点,已成为近年来最热门的研究课题之一。本文重点研究的是数字光刻技术中折射型光学器件的制作。本文主要研究内容和结论是:第一,透彻地分析了DMD （Digital Micro-mirror Device）的显示特性,针对DMD在一定条件下显示失真的特性,提出了一种适合于DMD数字光刻技术制作的微透镜的设计方法。通过反复试验对比结果,得出DMD显示小分辨尺寸的失真特性。对比传统掩模光刻技术中制作微透镜的等相位深度分析法,提出一种等底面直径分割法,将凸透镜底面直径按DMD像素规格等分成若干个微元,以基于微元形成的环带量化透镜。第二,提出了动态渐变灰阶数字掩模光刻技术,实验验证该方法能精确控制曝光量,优化透镜表面轮廓。分析了现有的数字光刻方法制作折射型透镜的不足,阐述了动态渐变灰阶曝光方法的必要性。介绍并分析了数字光刻技术中的数字灰度掩模技术——数字移动掩模技术和数字旋转掩模技术,以这两种技术为基础提出一种动态渐变灰度的新曝光方法。分三种情况讨论了该曝光方法的设计和应用,分析并归纳出各种情况的一般设计公式,总结各种情况的优缺点。在工艺方面,对本实验的曝光量和光刻胶感光度做了定性的研究,在器件的制作中调整了灰度的变化范围。对实验曝光系统做了调整能更完美地制作元器件。比较分析了各种制作数字掩模的CAD软件,从制作和显示两方面选择了最优化的制作软件。
冷雁冰[9]（2010）在《偶次缺级编码二值相位光栅设计与制作研究》文中指出偶次缺级编码型二值相位光栅是一种偶次衍射级相互抵消的特殊的光学分束器件,所得光束阵列为偶数,具有衍射效率高、且阵列光强度均匀性不受入射光波分布影响等优点,能够满足将单一输入信息变换成多个输出信息的要求,在光通信、光互连、光计算及存储、多重成像等工业和军事领域具有重要的应用价值。本文研究了偶次缺级编码的实现方法,并利用基于模拟退火算法和下坡法的自编计算机辅助软件包对光栅进行设计和优化。采用电子束直接曝光和反应离子刻蚀在石英基底上进行光栅的制作,光栅分束数为16×16,周期为1.2mm,实际衍射效率为83.19%,光斑强度均匀性的最大相对偏差为8.64%,再现误差为4%。应用模拟退火法和下坡法进行寻优,应该注意避免所得结果仅为局部最优值而影响优化质量。在偶次缺级型光栅中,零级衍射被消除,并没有输出光束,因此相位误差和其图形形状的制作误差对再现误差并没有影响,但却由于乘性系数sin2（σ/2）的存在降低了衍射效率。图形准确度误差是造成光斑均匀性下降的主要原因之一。反应离子刻蚀过程中如射频功率等参数对刻蚀速率和沟槽表面形状会产生一定的影响。
刘鹏[10]（2008）在《利用二元光学元件实现激光波前整形》文中进行了进一步梳理众所周知,激光束的振幅在横向呈高斯分布,能量并非均匀分布,而当今,能量均匀分布的激光束却越来越得到重视,人类对光束质量的要求也越来越高。将高斯光束整形成能量均匀分布的平顶光束受到了科学界的重视。由于二元光学元件本身的微小、列阵、集成等优点成了目前国际光学用于激光波前整形的一个热点。利用二元光学元件进行激光波前整形的原理是基于光波的衍射理论,利用计算机辅助设计,用超大规模集成电路制作工艺,在光学器件表面刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构来取代连续浮雕结构,从而能够将二元光学元件投入加工。与经典光学相比,二元光学元件能在光波入射时调制光波波前,改变其相位,从而在输出面得到所需要的光场分布。本论文从理论分析、计算机仿真和元件结构设计三个方面对利用二元光学元件实现激光波前整形的设计进行了初步的研究,本文主要完成以下工作:首先,介绍了当前实现激光波前整形的现状和各种方法,对其进行比较,选择利用二元光学元件实现激光波前整形,接着介绍二元光学元件的产生、发展、整形原理。随后论述了设计二元光学衍射相位函数的几种常用方法,包括G-S算法、杨-顾算法、模拟退火算法、遗传算法等,最后对比这些算法,根据它们自身的优缺点选择利用G-S算法求解二元光学元件的相位。其次,分析并讨论了在菲涅耳和夫琅和费衍射条件下入射高斯光束的参数优化,并将优化后的参数用到输入高斯光束中,利用G-S算法,来实现激光波前整形,完成了二元光学元件的相位函数程序的编写。利用计算机仿真,对所得到的相位函数进行验证,比较分析实际输出光强和理想光强的差别、衍射效率、均方误差和最大偏差。将求得的二元光学元件相位函数进行处理,得到了相应的表达式。最后,编写了二元光学元件表面结构设计程序,利用Zemax光学设计软件的外部接口功能,调用c++图像显示程序,得到了与相位函数相对应的二元光学元件表面结构。对于所得到的表面结构,利用Zemax中的相关功能进行性能检验,验证了所设计的二元光学元件的正确性。最后对二元光学元件的加工方法以及精度进行展望和讨论。本论文探讨了实现激光束波前整形的设计方法,完成了利用二元光学元件实现整形研究中的基础性工作。论文所做的理论分析、计算机仿真和相应的元件结构设计为今后激光波前整形的进一步深入研究提供了有益的帮助和借鉴。
二、灰阶编码掩模制作微光学元件（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、灰阶编码掩模制作微光学元件（论文提纲范文）
（1）亚像素扫描调制系统参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 无掩模制作技术的发展 |
| 1.1.1 电子束光刻技术 |
| 1.1.2 离子束光刻技术 |
| 1.1.3 激光干涉光刻技术 |
| 1.1.4 波带片阵列光刻技术 |
| 1.1.5 数字无掩模光刻技术 |
| 1.2 数字光刻提高分辨率的研究现状 |
| 1.2.1 离轴照明技术 |
| 1.2.2 光学邻近效应校正技术 |
| 1.2.3 移相掩模技术 |
| 1.2.4 数字分形掩模技术 |
| 1.3 论文主要的研究内容安排 |
| 第二章 亚像素扫描调制光刻技术 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 亚像素扫描调制光刻技术研究 |
| 2.3 基于DMD无掩模光学光刻的L/S模型 |
| 2.4 亚像素扫描调制数字掩模设计 |
| 2.5 仿真模拟研究 |
| 2.5.1 亚像素单方向扫描提高分辨率的机理 |
| 2.5.2 亚像素扫描调制数字掩模优化机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 亚像素调制光刻系统设计 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 亚像素调制光源系统 |
| 3.2.1 紫外曝光光源 |
| 3.2.2 数字微镜器件（DMD） |
| 3.2.3 投影物镜 |
| 3.2.4 分束镜 |
| 3.2.5 亚像素调制光源系统的调整 |
| 3.3 亚像素调制电控系统 |
| 3.3.1 步进电机 |
| 3.3.2 工件台 |
| 3.3.3 电控系统的改进 |
| 3.4 亚像素调制反馈系统 |
| 3.4.1 电荷耦合器件(CCD) |
| 3.4.2 CCD调焦技术 |
| 3.4.3 反馈系统的调整 |
| 3.5 系统主要性能指标测量 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 实验研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验制作工艺 |
| 4.2.1 基底表面预处理 |
| 4.2.2 涂胶 |
| 4.2.3 前烘 |
| 4.2.4 曝光 |
| 4.2.5 后烘 |
| 4.2.6 显影定影 |
| 4.2.7 显微测量 |
| 4.3 实验制作 |
| 4.3.1 实验主要参数 |
| 4.3.2 亚像素分辨率测试实验 |
| 4.3.3 亚像素扫描数字掩模优化实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）基于DMD无掩膜光刻技术及其微透镜快速成型方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微透镜的主要应用及其制作方法 |
| 1.2.1 微透镜的主要应用 |
| 1.2.2 微透镜的制作方法 |
| 1.3 数字无掩膜光刻技术 |
| 1.3.1 空间光调制器介绍 |
| 1.3.2 基于DMD无掩膜光刻技术的研究进展 |
| 1.4 本文研究内容与章节安排 |
| 第2章 基于DMD无掩膜光刻系统设计及搭建安装 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DMD芯片简介 |
| 2.2.1 DMD的基本结构 |
| 2.2.2 DMD的工作原理 |
| 2.2.3 DMD的工作特点及特性 |
| 2.2.4 DMD的主要应用 |
| 2.3 基于DMD投影曝光成像理论 |
| 2.3.1 部分相干成像理论 |
| 2.3.2 DMD投影曝光成像模型 |
| 2.4 DMD无掩膜光刻系统设计 |
| 2.4.1 照明系统 |
| 2.4.2 DMD控制系统 |
| 2.4.3 投影成像系统 |
| 2.4.4 CCD调焦控制系统 |
| 2.5 系统安装调试及测试 |
| 2.5.1 系统安装调试 |
| 2.5.2 系统测试 |
| 2.6 本章内容小结 |
| 第3章 基于DMD无掩膜光刻的三维光调控技术的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维光调控理论研究 |
| 3.2.1 基于DMD无掩膜光刻的单次扫描方法 |
| 3.2.2 空间曝光剂量分布的研究 |
| 3.2.3 三维切片算法的研究及优化 |
| 3.3 非球面微透镜制作的实验研究 |
| 3.3.1 实验工艺参数 |
| 3.3.2 基于Poor Man's DRM的实验方法 |
| 3.3.3 曝光剂量分布 |
| 3.3.4 不同切片算法的实验结果对比及分析 |
| 3.4 提高非球面微透镜质量的研究 |
| 3.4.1 研究方法及工艺 |
| 3.4.2 表面热回流技术理论研究 |
| 3.4.3 实验结果分析和讨论 |
| 3.5 本章内容小结 |
| 第4章 多参数调制微透镜快速成型方法的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 成型方法及工艺 |
| 4.2.1 加工工艺介绍 |
| 4.2.2 相关研究理论 |
| 4.3 实验工艺参数介绍 |
| 4.3.1 光刻胶溶液浓度 |
| 4.3.2 孔径大小 |
| 4.3.3 旋涂速度 |
| 4.3.4 软烘温度 |
| 4.4 实验结果分析与讨论 |
| 4.5 本章内容小结 |
| 第5章 柔性制作仿生复眼透镜结构的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿生复眼透镜的研究方法及工艺 |
| 5.2.1 加工工艺介绍 |
| 5.2.2 边缘凸起现象研究 |
| 5.3 仿生复眼透镜结构的实验制作 |
| 5.3.1 光刻胶选择 |
| 5.3.2 涂胶方式的研究 |
| 5.3.3 仿生复眼透镜尺寸的确定 |
| 5.3.4 曝光过程及热回流参数的控制 |
| 5.3.5 PDMS软模制作及图形转印技术 |
| 5.3.6 仿生复眼透镜结构的制作 |
| 5.4 仿生复眼透镜表面形貌及光学特性测量 |
| 5.4.1 微透镜表面形貌测量方法概述 |
| 5.4.2 仿生复眼透镜表面形貌测量 |
| 5.4.3 光学测量系统搭建 |
| 5.4.4 焦距和点扩散函数测量 |
| 5.4.5 成像测量 |
| 5.5 本章内容小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（3）用于光刻成像的DMD图像曝光方法研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 无掩模光刻技术研究现状 |
| 1.3 DMD数字光刻技术研究现状 |
| 1.3.1 DMD数字光刻特点 |
| 1.3.2 DMD光刻曝光技术 |
| 1.3.3 灰度光刻曝光技术 |
| 1.4 课题研究的目的和意义 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 第二章 基于DMD的数字光刻系统 |
| 2.1 DMD数字光刻系统结构 |
| 2.1.1 光源照明系统 |
| 2.1.2 DMD及其控制系统 |
| 2.1.3 投影物镜模块 |
| 2.1.4 精密工件台系统 |
| 2.2 数字微镜DMD |
| 2.2.1 DMD微结构 |
| 2.2.2 DMD的工作原理 |
| 2.2.3 DMD的控制方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 DMD高速图像曝光方法研究 |
| 3.1 大面积光刻DMD曝光方式 |
| 3.2 扫描式曝光的基本原理 |
| 3.3 DMD高速图像曝光方法 |
| 3.3.1 扫描带图像预处理模块 |
| 3.3.2 扫描带图像存储模块 |
| 3.3.3 高速实时曝光图像处理模块 |
| 3.3.4 基于曝光图像信息的微镜阵列控制模块 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 DMD灰度图像曝光方法研究 |
| 4.1 DMD灰度调制方式选择 |
| 4.1.1 空间灰度调制 |
| 4.1.2 时间灰度调制 |
| 4.2 传统二元脉宽调制帧频分析 |
| 4.3 DMD灰度帧频提高方案 |
| 4.3.1 限制因素 |
| 4.3.2 提高方案 |
| 4.4 扫描式DMD灰度曝光方法 |
| 4.4.1 灰度扫描带图像预处理模块 |
| 4.4.2 灰度扫描带图像存储模块 |
| 4.4.3 灰度曝光图像处理模块 |
| 4.4.4 基于BPWM的DMD灰度调制模块 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于FPGA的DMD图像曝光方法设计与实现 |
| 5.1 开发平台简介 |
| 5.2 系统结构设计 |
| 5.3 上位机软件及USB接口设计 |
| 5.3.1 上位机软件设计 |
| 5.3.2 USB接口驱动设计 |
| 5.4 DDR2控制接口设计 |
| 5.4.1 DDR2 IP核配置 |
| 5.4.2 基于IP核的DDR2控制接口设计 |
| 5.5 图像数据存储模块设计 |
| 5.6 高速DMD图像曝光功能设计 |
| 5.6.1 DMD曝光图像处理模块设计 |
| 5.6.2 DMD控制模块设计 |
| 5.7 DMD灰度图像曝光功能设计 |
| 5.7.1 灰度曝光图像处理模块设计 |
| 5.7.2 基于BPWM的DMD灰度调制模块设计 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 系统实验及结果分析 |
| 6.1 实验平台及工具 |
| 6.2 主要功能模块实验 |
| 6.2.1 DDR2控制接口时序测试 |
| 6.2.2 DMD控制接口时序测试 |
| 6.3 DMD高速图像曝光实验 |
| 6.3.1 DMD曝光成像实验结果分析 |
| 6.3.2 高速扫描曝光成像实验结果分析 |
| 6.3.3 高速扫描曝光帧频测试 |
| 6.4 DMD灰度图像曝光实验 |
| 6.4.1 灰度曝光成像实验结果及对比 |
| 6.4.2 灰度曝光帧频测试结果及对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（4）基于DMD无掩模光刻质量控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光刻方法及质量影响因素 |
| 1.3 论文研究目的及内容 |
| 第二章 DMD无掩模光刻基本原理 |
| 2.1 数字微镜器件 |
| 2.1.1 DMD的特点 |
| 2.1.2 DMD的结构 |
| 2.1.3 DMD的光开关原理 |
| 2.2 DMD的成像原理 |
| 2.2.1 相干和非相干成像理论 |
| 2.2.2 单元微反射镜成像 |
| 2.2.3 微反射镜阵列成像 |
| 2.2.4 微反射镜阵列灰度成像 |
| 2.3 DMD无掩模光刻机基本构成 |
| 第三章 微透镜阵列掩模优化方法 |
| 3.1 空间分辨率对图形质量的影响 |
| 3.1.1 空间分辨率的影响分析 |
| 3.1.2 分模掩模设计方法 |
| 3.2 轮廓畸变对图形质量的影响 |
| 3.2.1 轮廓畸变的影响分析 |
| 3.2.2 分模掩模优化方法 |
| 3.3 其他影响因素分析 |
| 3.4 掩模优化结果 |
| 第四章 微透镜阵列的制备及工艺过程控制 |
| 4.1 实验制作 |
| 4.1.1 基片表面处理 |
| 4.1.2 涂胶 |
| 4.1.3 前烘 |
| 4.1.4 分模曝光 |
| 4.1.5 后烘 |
| 4.1.6 显影 |
| 4.1.7 坚膜 |
| 4.1.8 刻蚀 |
| 4.2 微透镜阵列面形检测 |
| 4.2.1 测试仪器及原理 |
| 4.2.2 检测结果与分析 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于多像素扫描调制的数字光刻方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 无掩模光刻技术 |
| 1.1.1 电子束光刻技术 |
| 1.1.2 聚焦离子束光刻技术 |
| 1.1.3 干涉光刻技术 |
| 1.1.4 波带片阵列光刻技术 |
| 1.1.5 数字无掩模光刻技术 |
| 1.2 分辨率增强技术研究现状分析 |
| 1.2.1 离轴照明技术 |
| 1.2.2 相移掩模技术 |
| 1.2.3 光学邻近效应校正技术 |
| 1.2.4 光源-掩模优化技术 |
| 1.2.5 数字分形掩模技术 |
| 1.3 论文的主要研究工作 |
| 第2章 多像素扫描调制移动光刻技术的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多像素扫描调制移动光刻技术原理 |
| 2.3 仿真模拟研究 |
| 2.3.1 改善成像质量可行性验证 |
| 2.3.2 扫描步数对成像质量的影响 |
| 2.3.3 倾斜角度θ 对成像质量的影响 |
| 2.4 总结 |
| 第3章 基于多像素扫描调制移动光刻技术的 3D微结构制作 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 3D微结构的制作原理 |
| 3.3 目标剂量分布的计算 |
| 3.4 累积剂量分布的理论模型 |
| 3.5 微透镜数字掩模设计方法 |
| 3.5.1 多像素单方向扫描 |
| 3.5.2 多像素单方向曝光区域优化 |
| 3.5.3 二元掩模图形的边缘优化处理 |
| 3.6 总结 |
| 第4章 实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多像素扫描调制系统 |
| 4.2.1 多像素扫描调制系统设计 |
| 4.2.2 多像素扫描调制系统工作原理 |
| 4.3 实验制作工艺 |
| 4.4 实验制作 |
| 4.4.1 实验主要参数 |
| 4.4.2 光刻胶特性曲线测试 |
| 4.4.3 单张掩模单方向移动扫描实验 |
| 4.4.4 多像素单方向扫描制作微透镜实验 |
| 4.4.5 多像素单方向曝光区域优化制作微透镜实验 |
| 4.5 总结 |
| 第5章 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）一体化仿生光学复眼的制作及其光学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 仿生复眼研究现状 |
| 1.2.1 仿生复眼的结构 |
| 1.2.2 仿生复眼的制作工艺 |
| 1.2.3 仿生复眼研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 一体化仿生光学复眼的光学性质研究 |
| 2.1 一体化仿生光学小眼的光线矩阵研究 |
| 2.1.1 一体化仿生光学小眼的分步光线变换矩阵 |
| 2.1.2 一体化仿生光学小眼的基点与基面 |
| 2.1.3 一体化仿生光学小眼成像公式研究 |
| 2.2 一体化仿生光学小眼光线追迹模拟研究 |
| 2.2.1 一体化仿生光学小眼的模型参数 |
| 2.2.2 一体化仿生光学小眼光线追迹分析 |
| 2.3 平面一体化仿生光学复眼光学性质模拟 |
| 2.3.1 平面一体化仿生光学复眼光学成像模拟 |
| 2.3.2 平面一体化仿生光学复眼光学成像分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 聚合物自写入光波导制作一体化仿生光学复眼的研究 |
| 3.1 非线性光学聚合物自聚焦效应时域有限差分模拟 |
| 3.1.1 聚合物光学材料简述 |
| 3.1.2 入射光与SU-8 平面薄膜的直接相互作用 |
| 3.1.3 入射光与表面带有微透镜的SU-8 薄膜相互作用 |
| 3.1.4 模拟结果分析 |
| 3.2 衍射表面聚合物薄膜自聚焦效应模拟 |
| 3.2.1 衍射表面的量化方式 |
| 3.2.2 衍射表面聚合物薄膜自聚焦效应模拟结果 |
| 3.2.3 模拟结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 一体化仿生光学复眼的制作与测试 |
| 4.1 光刻胶热熔法制作PDMS柔性模具 |
| 4.1.1 聚合物微透镜阵列的掩模设计 |
| 4.1.2 PDMS柔性模具的制备 |
| 4.1.3 PDMS柔性模具的测试与分析 |
| 4.2 数字灰阶渐变掩模制作PDMS柔性模具 |
| 4.2.1 微透镜阵列的数字灰阶渐变掩模的设计 |
| 4.2.2 数字灰阶渐变掩模制作微透镜阵列实验 |
| 4.3 一体化仿生光学复眼的制作及工艺分析 |
| 4.3.1 一体化仿生光学复眼的制作 |
| 4.3.2 实验样品的对比分析 |
| 4.4 一体化仿生光学复眼的点扩展函数的测试与分析 |
| 4.4.1 一体化仿生光学小眼的傅里叶光学分析 |
| 4.4.2 点扩展函数的测试与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 一体化仿生光学复眼的集成应用研究 |
| 5.1 一体化仿生光学复眼与图像传感器的集成 |
| 5.2 一体化仿生光学复眼与CCD图像传感器单片集成设计 |
| 5.3 一体化仿生光学复眼与光纤的耦合应用 |
| 5.3.1 高斯光束在一体化仿生光学小眼中的传播 |
| 5.3.2 一体化仿生光学小眼与光纤的耦合 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）任意形状图形的灰度掩模图的设计系统研究（论文提纲范文）
| 1 设计思想 |
| 1.1 编码原理 |
| 1.2 灰度掩模图的铺路算法 |
| 1.3 灰度掩模图设计算法的关键问题 |
| 1.3.1 误差处理 |
| 1.3.2 图形的闭合方案 |
| 1.4 灰度掩模图设计算法的评价方法 |
| 2 系统设计 |
| 2.1 开发平台及开发工具的选取 |
| 2.2 系统的关键功能模块设计 |
| 2.3 灰度掩模图程序设计步骤 |
| 2.4 灰度掩模图设计实例 |
| 3 结论 |
（8）动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 微光学及其发展现状 |
| 1.2 微光学器件的制作方法介绍 |
| 1.2.1 二元套刻法 |
| 1.2.2 灰阶掩模方法 |
| 1.2.3 光刻胶热熔法 |
| 1.3 无掩模数字光刻技术 |
| 1.4 本论文主要研究工作及内容安排 |
| 1.4.1 主要研究工作 |
| 1.4.2 内容安排 |
| 第二章 DMD数字微镜装置及其特性 |
| 2.1 空间光调制器 |
| 2.2 DMD的基本结构和工作原理 |
| 2.2.1 DMD的基本结构 |
| 2.2.2 DMD的工作原理 |
| 2.3 DMD显示图形的失真特性 |
| 第三章 微透镜的设计和制作 |
| 3.1 衍射透镜的制作 |
| 3.1.1 二元光学的基础理论 |
| 3.1.2 衍射微透镜的标量设计理论 |
| 3.2 折射型微透镜的设计和制作 |
| 3.2.1 折射微透镜的几何光学设计理论 |
| 3.2.2 数字光刻技术中折射透镜的设计 |
| 3.3 动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜 |
| 3.3.1 动态渐变灰阶曝光法 |
| 3.3.2 动态渐变灰阶曝光方法提出的必要性 |
| 3.3.3 动态渐变灰阶曝光法的基本原理 |
| 3.3.4 动态渐变灰阶曝光法的具体内容 |
| 第四章 实验制作 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置及系统介绍 |
| 4.2.1 数字微镜器件成像原理 |
| 4.2.2 用于实验的光刻机 |
| 4.2.3 对本实验设备的优化 |
| 4.2.4 制作数字掩模的软件 |
| 4.3 实验步骤及其工艺 |
| 4.3.1 硅片表面处理 |
| 4.3.2 涂胶 |
| 4.3.3 前烘 |
| 4.3.4 曝光 |
| 4.3.5 后烘 |
| 4.3.6 显影 |
| 4.3.7 本实验主要工艺讨论 |
| 4.3.8 本实验参数 |
| 4.3.9 动态渐变灰阶数字光刻技术制作微透镜的实验结果 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的论文 |
（9）偶次缺级编码二值相位光栅设计与制作研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 第二章 偶次缺级编码型光栅的优化设计 |
| 2.1 Dammann光栅的结构及设计原理 |
| 2.2 Dammann光栅的设计举例 |
| 2.3 偶次缺级编码结构 |
| 2.4 任意孔径单元的设计 |
| 2.5 计算机辅助设计 |
| 2.6 参数选取及优化结果 |
| 第三章 电子束直写制作光栅掩模 |
| 3.1 相位光栅的制作方法 |
| 3.2 电子束曝光基本原理 |
| 3.3 电子束抗蚀剂 |
| 3.4 电子束曝光图形发生器选择 |
| 3.5 电子束扫描曝光制作光栅掩模过程 |
| 第四章 反应离子刻蚀 |
| 4.1 刻蚀方法种类与特点 |
| 4.2 反应离子刻蚀光栅 |
| 4.3 刻蚀过程及刻蚀速率分析 |
| 第五章 结果与讨论 |
| 5.1 实验结果 |
| 5.2 制作误差 |
| 5.3 误差来源与影响 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）利用二元光学元件实现激光波前整形（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 实现激光束整形的方法及现状 |
| 1.2.1 液晶空间光调制器 |
| 1.2.2 光楔列阵(SWA)聚焦光学系统 |
| 1.2.3 双折射透镜组 |
| 1.2.4 二元光学元件 |
| 1.2.5 随机位相板 |
| 1.3 各种方法优缺点的比较 |
| 1.4 论文的主要工作及内容安排 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 二元光学的发展概况 |
| 2.2 利用二元光学元件实现激光光束整形的原理 |
| 2.2.1 标量衍射理论 |
| 2.2.2 矢量衍射理论 |
| 2.3 菲涅尔和夫琅和费衍射理论 |
| 2.4 二元光学元件设计的原理 |
| 2.5 二元光学元件的加工工艺 |
| 2.5.1 台阶刻蚀法 |
| 2.5.2 薄膜沉积法 |
| 2.5.3 灰阶掩模法 |
| 2.5.4 激光或电子束直写、复制技术 |
| 2.5.5 金刚石车削法 |
| 2.5.6 二元光学元件制作工艺最新发展情况 |
| 3 求解二元光学元件衍射相位原理 |
| 3.1 G-S算法 |
| 3.2 杨-顾算法 |
| 3.3 模拟退火算法 |
| 3.4 遗传算法 |
| 3.5 加权的G-S算法 |
| 3.6 DPDV算法 |
| 3.7 遗传模拟退火算法 |
| 3.8 稳相法 |
| 3.9 各种算法的优缺点比较 |
| 4 二元光学元件的相位函数设计 |
| 4.1 稳相法和G-S算法的比较 |
| 4.1.1 稳相法和G-S算法进行相位设计 |
| 4.1.2 两种算法的比较及分析 |
| 4.2 评价函数的选择 |
| 4.3 参数优化 |
| 4.3.1 基本参数的设定 |
| 4.3.2 一维高斯光束在夫琅和费衍射条件下参数的优化 |
| 4.3.3 一维高斯光束在菲涅耳衍射条件下参数的设计 |
| 4.4 二维高斯光束在夫琅和费衍射理论下的整形 |
| 5 二元光学元件结构设计 |
| 5.1 相位系数拟合 |
| 5.2 环带半径和环带个数计算 |
| 5.3 矢高方程 |
| 5.4 结构的模拟 |
| 5.5 结构的验证 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、灰阶编码掩模制作微光学元件（论文参考文献）
- [1]亚像素扫描调制系统参数优化研究[D]. 艾斌. 南昌航空大学, 2017(01)
- [2]基于DMD无掩膜光刻技术及其微透镜快速成型方法的研究[D]. 黄胜洲. 中国科学技术大学, 2017(11)
- [3]用于光刻成像的DMD图像曝光方法研究与实现[D]. 池文明. 电子科技大学, 2017(02)
- [4]基于DMD无掩模光刻质量控制研究[D]. 张恒煦. 长春理工大学, 2016(04)
- [5]基于多像素扫描调制的数字光刻方法研究[D]. 徐艳强. 南昌航空大学, 2016(01)
- [6]一体化仿生光学复眼的制作及其光学性质研究[D]. 李凤. 南京航空航天大学, 2014(01)
- [7]任意形状图形的灰度掩模图的设计系统研究[J]. 杜立群,冼宗明,王大志. 纳米技术与精密工程, 2013(02)
- [8]动态渐变灰阶数字掩模技术制作微透镜的研究[D]. 何帅. 南昌航空大学, 2010(07)
- [9]偶次缺级编码二值相位光栅设计与制作研究[D]. 冷雁冰. 长春理工大学, 2010(02)
- [10]利用二元光学元件实现激光波前整形[D]. 刘鹏. 大连理工大学, 2008(08)