基于數(shù)字掩模光快速成形技術的微光學元件制作工藝研究.pdf

1、隨著光電子技術的迅速發(fā)展，以及光、機、電一體化的發(fā)展趨勢，對光學系統(tǒng)及其元器件提出了微型化、陣列化與集成化的應用要求。微光學元件具有體積小、重量輕、造價低以及可以實現(xiàn)普通光學元件難以實現(xiàn)的微小、陣列、集成、波面轉換等功能，成為制造微光電子系統(tǒng)的關鍵元件。目前，微光學的制作技術主要有基于光刻的有掩模和無掩模制作技術，基本的制作工藝來源于大規(guī)模集成電路中的微電子平面加工技術，對于制作表面三維浮雕復雜結構的微光學器件存在自身的局限。而先進制造

2、技術中的光快速成形技術用于微細加工，可以較好地實現(xiàn)三維復雜結構的器件制作。
　　本文研究一種基于光快速成形技術的一種新的微光學元件制作工藝——數(shù)字掩模光快速成形工藝，該工藝利用DMD輸出數(shù)字掩模圖形，通過投影成像系統(tǒng)對光敏樹脂逐層曝光、固化、疊加，制作成形微光學元件?？朔藗鹘y(tǒng)制作工藝難于適應微光學元件三維浮雕輪廓面型結構制作要求和集成制作應用的缺陷。主要研究工作如下：
　　首先，設計完善了一套微光學元件制作系統(tǒng)，對實驗系統(tǒng)

3、的硬件進行了改進、設計和相應的性能分析，主要包括：光源光路的改進及設計、DMD入射光路的改進及設計、掩模板的設計與實現(xiàn)、步進電機微進給裝置的控制、以及成形裝置中的樹脂槽、載物臺、防粘光窗設計制作等。
　　其次，根據(jù)所研究的制作工藝制定了相應的工藝流程，對制作環(huán)境、涂層工藝、以及光敏樹脂進行了選取，并對系統(tǒng)的關鍵工藝進行了實驗研究，包括對系統(tǒng)固化光路進行了調節(jié)及光斑的質量測試，并對特定的光敏樹脂曝光量閾值和透射深度等特性參數(shù)進行了測