激光微纳加工装置中控制软件的设计与实现

摘要

随着平板显示、微电子器件和激光全息行业的快速发展和技术进步，对激光微纳加工装置的性能提出了更高的要求。装置的硬件设备需要通过不断的升级来提高装置的硬件性能，控制软件也要不断的升级优化。本课题针对这一现状，设计和实现了一款支持多种类型微纳结构加工方式的控制软件。这款控制软件能够在某单位的一系列激光微纳加工装置中使用。所做主要工作包括:
　　首先，分析了激光微纳加工装置的硬件组成和主要部件的特性，并详细介绍了两个主要部件:运动控制卡和数字微反射镜;其次，提出了控制软件的设计原则和目标，在此基础上进行总体设计，包括功能模块的划分和开发环境的选择和配置等;最后详细描述了控制软件的系统初始化模块、运动控制模块和任务控制模块等主要功能模块的设计与实现。
　　本控制软件采用面向对象的设计思想为激光微纳加工装置的主要器件设计父类，根据器件的不同型号、品牌，设计专门的子类，这些子类继承并实现父类中的相关方法和属性，使控制软件具有扩展性和通用性。
　　本文所设计和实现的控制软件，已经在所在工作单位投入实际使用。在功能上满足了企业生产的要求，实现了一个系列的激光微纳加工装置上控制软件的通用。对类似系统的设计和实现有着一定的借鉴意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 项目背景

1．2 工作内容

1．3 工作意义

1．4 本文组织安排

第二章 激光微纳加工装置简介

2．1 激光微纳加工装置的组成

2．1．1 装置总体介绍

2．1．2 曝光流程和组成部件

2．2 运动控制系统介绍

2．2．1 运动控制系统

2．2．2 运动控制卡

2．2．3 运动控制卡的二次开发

2．3 数字微反射镜器件(DMD)

2．3．1 DMD机械结构

2．3．2 DMD工作原理

2．3．3 DMD的分类

2．3．4 DMD图形的存储与更新

2．4 小结

第三章 控制软件的总体设计

3．1 设计原则和目标

3．1．1 设计原则

3．1．2 设计目标

3．2 控制软件的结构

3．2．1 软件系统结构

3．2．2 面向对象的设计思路

3．3 功能模块设计

3．3．1 功能模块划分

3．3．2 参数设置模块

3．3．3 系统初始化模块

3．3．4 运动控制模块

3．3．5 光刻控制模块

3．4 主要数据结构的设计

3．4．1 配置文件的格式

3．4．2 图像数据文件的格式

3．4．3 位置数据文件的格式

3．6 控制软件的开发环境和配置

3．6．1 开发环境

3．6．2 环境配置过程

3．7 小结

第四章 控制软件的详细设计和实现

4．1 主要类的设计

4．1．1 运动控制类

4．1．2 DMD类

4．1．3 任务类

4．2 运动控制模块的实现

4．2．1 主要方法的定义

4．2．2 轴回零方法的实现

4．3 系统初始化模块的实现

4．3．1 初始化的步骤

4．3．2 初始化模块的实现

4．4 光刻控制模块的实现

4．4．1 光刻任务的创建

4．4．2 光刻任务的执行

4．5 图形数据上载与刷新

4．5．1 图形数据上载与刷新的方式

4．5．2 图形数据上载与刷新的实现

4．6 小结

第五章 控制软件的演示

5．1 主界面

5．2 配置参数设置

5．3 系统初始化

5．4 光刻任务创建和执行

5．4．1 光刻任务的参数设置

5．4．2 单个任务的创建

5．4．3 多个任务的创建

5．4．4 任务的执行

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

参考文献

致谢