动态分形数字掩模技术制作微透镜及其阵列的研究

摘要

随着微光学器件的应用越来越广泛，微光学器件正在朝更微形化、阵列化、结构复杂化等多个方面发展，并已经取得了很多卓有成效的研究。针对不同场合的需求，对微光学器件的光学性能提出了越来越高的要求，所以对微光学器件的制作方法也提出了越来越高的要求。微光学器件的制作方法从传统的机械方法到数字化掩模光刻技术，技术的每一次更新都相应的解决了微光学器件制作过程中的难题。本文基于对多种数字无掩模光刻技术的充分研究，针对其中存在的不足之处，创新的提出来一种制作微光学器件的方法。本文研究的主要工作有：
　　1.通过研究了大量最新的相关资料，透彻分析了各种微光学器件制作方法的优点和缺点之后，引出本文研究的主要内容——动态分形数字掩模技术，以及分析研究该技术的必要性。
　　2.详细阐述了动态分形数字掩模技术的原理及其相关理论。并且提出了动态分形曝光法的设计以及分析了该曝光方法提出的必要性,通过实验证明动态分形曝光方法有利于制作出三维面形良好的微透镜及其阵列。
　　3.阐述了动态分形数字掩模技术的设计理论，提出了动态分形量化法以及对曝光时间确定简便的方法。随后利用MATLAB软件对动态分形数字掩模技术的理论进行了仿真实验，实验结果证明该技术的动态分形量化法和确定曝光时间的理论是完全可行的。
　　4.在设计曝光掩模图形的过程中，创新的将三种制作方法的数字掩模曝光图形设计在同一幅掩模图形中并进行曝光，实验得到了本文预想的结果。随后还利用动态分形数字掩模技术进行微透镜阵列和光栅阵列的制作实验，以进一步验证该技术的可行性与正确性。本文还对实验工艺方面进行了一些探讨，对那些会影响到微透镜及其阵列三维面形的因素寻找了一些改善方法。

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第1章 引言

1.1微光学研究及现状

1.2微光学器件制作方法介绍

1.3无掩模数字光刻技术

1.4动态分形数字掩模技术提出的必要性

1.5 本论文研究主要工作及内容安排

第2章 动态分形数字掩模技术

2.1引言

2.2动态分形数字掩模技术

第3章 微透镜的设计

3.1引言

3.2衍射透镜的设计及其制作理论

3.3动态分形数字掩模技术的设计方法

3.4动态分形数字掩模技术的仿真验证

第4章 实验及其分析

4.1引言

4.2实验硬件装置

4.3 DMD的成像原理

4.4实验软件部分

4.5 实验步骤及工艺

4.6 对本实验工艺的优化

4.7动态分形数字掩模技术制作微透镜的实验结果与分析

4.8动态分形数字掩模技术制作微透镜阵列

4.9动态分形数字掩模技术制作光栅阵列

第5章 结论

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文

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