专利名称：二元光学组件横向制作装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微光学元件的制作装置，尤其涉及一种二元光学组件 横向制作装置。
背景技术：
二元光学元件的制作方法源自于超大规模集成电路中的微电子加工技术。 但相对于微电子加工技术，二元光学元件有着三维浮雕结构，加工时，既需要 控制平面图案的横向加工精度也需要控制其纵向深度的加工精度。二元光学元 件的制作工艺按浮雕的形状可以分为多台阶加工工艺和连续相位加工工艺。前 者主要包括掩模套刻法、多次薄膜沉积法、数字灰度掩模法。后者则为直写工 艺，主要包括激光束、电子束直写法及金刚石车削法。这些原有的方法都只能 完成二元光学元件和元件阵列的制作，当需要用二元光学元件搭建系统时，由 于二元光学元件过于微小，且系统对各元件的对准精度要求很高，因此限制了 二元光学组件的应用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种二元光学组件横向制作装置，该装置为
二元光学系统的应用提供工艺保证。该装置通过精縮投影透镜将DMD上的图 案成像到感光树脂上，使感光树脂固化成型。将二元光学元件在横向上进行分 层，对每层图像逐层投影曝光，固化成型，从而能得到二元光学组件的立体结 构。
本实用新型是这样来实现的，它包括计算机、数字微镜器、树脂槽、精縮 投影透镜、精密电控平台、防震平台、固化光源,其特征是固化光源照射数字微镜器，计算机连接数字微镜器，数字微镜器与树脂槽之间固定连有精缩投影 透镜，树脂槽内置有精密电控平台，树脂槽安放在防震平台上。
本实用新型的技术效果是1、对二元光学组件一次成型，不存在用多个 二元光学元件组装系统时的对准误差，有助于提高二元光学系统的实用价值； 2、采用DMD像素化图像具有微米级的精度。由于DMD微镜单元边长只有十 几个微米，配以IO倍以上精縮投影透镜，即可实现l微米的曝光精度；3、相 对于激光或电子束直写法具有更经济，速度更快的优点；4、对于一个任意形 状的平面图案，DMD能一次阐析图像的所有内容，而无须作多次套刻，不存 在套刻的对准误差；5、对二元光学组件采用横向分层技术，不存在纵向分层 时，由于树脂层表面的不平对二元光学元件工作面刻蚀带来的误差。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的二元光学组件横向分层量化示意图。 在图中，1、计算机2、数字微镜器3、树脂槽4、精縮投影透镜5、精 密电控平台6、防震平台7、固化光源8、 二元光学组件
具体实施方式
如图l、图2所示，本实用新型是这样来实现的，它包括计算机l、数字 微镜器2、树脂槽3、精缩投影透镜4、精密电控平台5、防震平台6、固化光 源7，其特征是固化光源7照射数字微镜器2，计算机1连接数字微镜器2，数 字微镜器2与树脂槽3之间固定连有精縮投影透镜4，树脂槽3内连有精密电 控平台5，树脂槽3安放在防震平台6上。计算机1用于获得二元光学组件8 在横向上的各层图案，并将各层的图案信息传输给DMD，固化光源7光束在 DMD (数字微镜器)单元对角方向上入射，入射角与DMD平面法线成2(T (或24°)角。DMD单元则以反衍结合的方式使反射光垂直于法线出射，通过放置 在其法线方向上的精縮投影透镜4，对精密电控平台5上的感光树脂层成像。 当曝光时间结束，感光树脂层固化后，下移精密电控平台另一要曝光图层的厚 度，准备另一图层图案的曝光，如此反复，直至二元光学组件成型。具体的操 作步骤如下
1、 根据所需光学变换的要求，建立二元光学组件的三维数学模型，利用
CAD软件或数值计算对二元光学组件的三维模型在横向上进行分层优化，得 到每层模型的平面数据，并建立相应的平面二值化图案；
2、 在黑暗的环境(或感光树脂不敏感的照明环境)下，往树脂槽中注入 感光树脂，使其表面位于精縮投影透镜的像面位置；
3、 精确控制精密电控平台，使平台上树脂的厚度等于二元光学组件相应 层的厚度；
4、 将第一层图案由计算机传入DMD，通过脉冲宽度调制使DMD上各微 镜单元在+l(T、 -10。(或+ir、 -12°)两个位置来回反转，输出传入的图案；
5、 设定好固化光源的功率和曝光时间，打开光源，使DMD图案通过精 縮投影透镜成像于平台的感光树脂层上，并对其进行曝光固化；
6、 曝光结束后从计算机输入倒数第二层图案至DMD，精确控制精密电控 平台，使平台下降的厚度等于第二层的厚度，然后进行第二层的曝光，依此法 进行剩下图层的曝光，直至二元光学组件完全成型。
权利要求1、一种二元光学组件横向制作装置，它包括计算机、数字微镜器、树脂槽、精缩投影透镜、精密电控平台、防震平台、固化光源，其特征是固化光源照射数字微镜器，计算机连接数字微镜器，数字微镜器与树脂槽之间固定连有精缩投影透镜，树脂槽内置有精密电控平台，树脂槽安放在防震平台上。
专利摘要一种二元光学组件横向制作装置，它包括计算机、数字微镜器、树脂槽、精缩投影透镜、精密电控平台、防震平台、固化光源，其特征是固化光源照射数字微镜器，计算机连接数字微镜器，数字微镜器与树脂槽之间固定连有精缩投影透镜，树脂槽内连有精密电控平台，树脂槽安放在防震平台上。本实用新型的技术效果是1.不存在用多个二元光学元件组装系统时的对准误差；2.采用DMD像素化图像具有微米级的精度；3.相对于激光或电子束直写法具有更经济，速度更快的优点；4.无须作多次套刻，不存在套刻的对准误差；5.不存在纵向分层时，由于树脂层表面的不平对二元光学元件工作面刻蚀带来的误差。
文档编号G03F7/00GK201421542SQ200920185510
公开日2010年3月10日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者霞 海, 罗宁宁, 肖孟超, 敏 陈, 高益庆 申请人:南昌航空大学