准分子激光光阑法加工微透镜的工艺研究

摘要

微透镜是微光学系统中最为重要的光学元件之一。在微光学系统中，用有机微透镜代替传统微透镜，能够起到改善并优化微光学系统性能的作用，这些微光学系统性能包括：微光学系统尺寸、微光学系统质量、微光学系统成本等。在本论文中，对自主设计的一种新的有机微透镜加工方法，即准分子激光光阑法，进行了微透镜加工工艺研究，取得了较好的结果，所加工出的微透镜尺寸为Φ80um-Φ120um、F数为0.8-6.3。由于准分子激光光束质量较低，因此在准分子激光光路中引入了一组扩束准直透镜、两组复眼透镜阵列和汇聚透镜作为准分子激光均束器，对准分子激光进行均束处理。准分子激光在经过了准分子激光均束器后变换为一能量分布均匀的光斑。并且，通过对投影光刻系统(包括掩模和缩小投影物镜)和光阑的设计实现了使用准分子激光光阑法加工微透镜。在使用准分子激光光阑法加工微透镜的过程中，通过改变掩模和光阑的形状尺寸，能够控制微透镜的形状尺寸；通过改变准分子激光加工脉冲个数和准分子激光抛光脉冲个数，能够控制微透镜的表面形貌。使用准分子激光光阑法加工微透镜能够大大地降低微透镜的加工成本并提高微透镜的加工效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1微细加工技术

1.2激光微细加工技术

1.2.1激光刻蚀技术

1.2.2激光直接写入技术

1.2.3激光微成型技术

1.3准分子激光微细加工技术

1.3.1准分子激光

1.3.2准分子激光微细加工的特点

1.3.3准分子激光微细加工的两种方式

1.3.4准分子激光微细加工系统

1.4微透镜加工工艺研究现状

1.4.1微透镜

1.4.2模具法加工微透镜

1.4.3研磨法加工微透镜

1.4.4光刻法加工微透镜

1.4.5掩模法加工微透镜

1.4.6 LCVD法加工微透镜

1.4.7喷墨法加工微透镜

1.4.8准分子激光加工微透镜

1.5研究内容和目标

1.6论文结构

第2章准分子激光光阑法加工微透镜的工艺研究

2.1准分子激光光阑法加工微透镜系统的整体结构及工作原理

2.1.1现有准分子激光微细加工系统

2.1.2准分子激光光阑法加工微透镜的工作原理

2.1.3准分子激光光阑法加工微透镜的理论分析与模拟

2.2准分子激光光阑法加工微透镜的实验结果及结果分析

2.2.1微透镜加工材料

2.2.2微透镜的参数与测量

2.2.3微透镜加工初步结果与分析

2.3本章小结

第3章准分子激光光阑法加工微透镜的工艺改进研究

3.1现有准分子激光微细加工系统的调整

3.1.1氦氖激光光束与光轨的调整

3.1.2准分子激光投影光刻系统的调整

3.1.3准分子激光扩束准直系统的调整

3.1.4准分子激光均束系统的调整

3.2光阑的改进

3.3改进后准分子激光光阑法加工微透镜的实验结果及结果分析

3.3.1微透镜加工条件

3.3.2微透镜加工结果

3.3.3准分子激光脉冲个数对加工的影响

3.3.4准分子激光脉冲频率对加工的影响

3.3.5准分子激光脉冲能量对加工的影响

3.4本章小结

结论

参考文献

附录

致谢