数字掩模灰度细分技术研究 - 激光与红外.PDFVIP

第４１卷　 第５期 　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．５ 　 ２０１１年５月　 　 　 　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｍａｙ，２０１１ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１１）０５０５６９０４ ·光电技术与系统· 数字掩模灰度细分技术研究 陈劲松 （安徽财经大学电子信息工程系，安徽 蚌埠２３３０００） 摘　要：数字掩模技术是一种很有发展前途的衍射微光学元件制作技术。实际制作时，由于感 光材料具有感光非线性，实际可利用的灰度数目将小于２５６。即使２５６级灰度全部可用，也无 法实现曝光量的精细控制以达到一般的加工要求。文中提出了２种灰度细分的方法，即多 ＳＬＭ组合调制和彩色等效灰度技术。从理论上分析了２种方法均能实现灰度的细分，从而达 到曝光量的精细控制。 关键词：数字掩模；空间光调制器；灰度细分 中图分类号：ＴＮ２４９　　　文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｇｒａｙｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｉｇｉｔａｌｍａｓｋ ＣＨＥＮＪｉｎｓｏｎｇ （ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｉｎａｎｃｅ＆Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｂｅｎｇｂｕ，２３３０４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｇｉｔａｌｍａｓｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｇｏｏｄｐｒｏｓｐｅｃｔｔｈａｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔ．Ｗｈｉｌｅ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｉｓｍａｄｅ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｇｒａｙｌｅｖｅｌｔｈａｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｗｉｌｌｂｅｌｅｓｓｔｈａｎ２５６ｄｕｅｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｆｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌ．Ｅｖｅｎｉｆ２５６ｇｒａｙｇｒａｄｅｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｅｎｔｉｒｅｌｙ，ｆｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｔｈａｔｏｂｔａｉｎｓｇｅｎｅｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｗｉｌｌｎｏｔｂｅｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆｇｒａｙｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ． ＴｈｅｙａｒｅａｓｓｅｍｂｌｅｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｂｙｍａｎｙＳＬＭｓａｎｄｃｏｌｏｒｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｇｒａｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙｔｈａｔ ｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｂｏｔｈｃａｎｒｅａｌｉｚｅｇｒａｙｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅｓｕｌｔｉｎｅｌａｂｏｒａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｌｉｇｈｔｅｘｐｏｓｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌｍａｓｋ；ｓｐａｔｉａｌｌｉｇｈｔｍｏｄｕｌａｔｏｒ；ｇｒａｙｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎ １　引　言 过程中没有真实存在的灰度掩模板，所以又称为虚 衍射微光学元件（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔ， 拟掩模技术。 ＤＯＥ）使得光学器件微型化、阵列化和集成化成为可 制作衍射微光元件的感光材料大部分具有感光 能。目前，国内外对ＤＯＥ的制作技术研究相对滞后 非线性，实际所能够利用的灰度（即线性区）等级远 于设计理论，限制了ＤＯＥ的发展和应用。总结起 小于２５６。即使２５６灰度等级全部可用，也无法满 来，ＤＯＥ制作技术主要有：二元光学技术、直写技术 足一般的制作误差要求。为了能精确地控制曝光 ［１］ 和灰度掩模技术 。其