多路並行雷射直寫光柵裝置

《多路並行雷射直寫光柵裝置》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由周常河擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：多路並行雷射直寫光柵裝置
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：周常河
• 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所

項目摘要

高精度的光柵是微納光學的關鍵器件，在天文衛星攝譜儀、光通訊以及雷射聚變工程等領域有重要的國家需求，國家關於大面積、高精度光柵的研製任務，然而無論是採用傳統方法諸如機械刻劃還是全息曝光的方式，都無法有效突破大面積光柵研製的瓶頸。.本項目的目標是將達曼光柵引入到傳統的單光路雷射直寫系統中，通過設計合理的濾波裝置和轉接光學系統，實現高精度的雷射多路並行雷射直寫。.這套裝置包括雷射器，達曼光柵，高頻率調製聲光調製器，自聚焦模組，高數值孔徑顯微物鏡以及高精度移動平台等，通過計算機控制聲光調製器和高精度平台，採用單個顯微物鏡，實現多路並行直寫，再通過乾法刻蝕裝置，加工大面積、高精度光柵。本項目主要解決這套裝置的大面積光柵研製中的關鍵基礎性科學技術問題，使我國在微納光學，納米光刻等研究領域取得突破性進展，推動相關產業的發展。

結題摘要

高質量、大尺寸光柵是我們國家大型雷射工程的關鍵器件，由於光柵價格昂貴，且西方已開發國家對我國實施禁運，所需的光柵只能依靠自主開發。傳統全息技術的主要困難在於製造大尺寸透鏡，大功率單模適用於全息的雷射器也是一個限制因素；機械刻劃光柵時間長、損耗大，因此，全息曝光技術和機械刻劃不是大光柵製造的發展方向，雷射直寫技術成為解決此難題有前途的途徑。美國MIT提出了雙光束曝光的技術方案，但這個方案缺點為光束高斯分布，對準拼接要求高，研製難度極大。 本項目發明了基於達曼光柵的多路並行直寫技術，將達曼光柵引入到雷射直寫系統中，大幅度地提高了雷射直寫的效率，還可以降低平台扭曲和偏擺誤差的影響，同時採用了自聚焦技術，使得透鏡焦點始終鎖定在光柵面上，這有效地降低了對光學表面平整度的要求，提高了雷射直寫的速度。 本項目發表SCI 論文28 篇，申請發明專利18 項，國際會議論文17 篇。課題組成員余俊傑博士獲得2013 年度中國科學院優秀博士學位論文，項目負責人獲2013 年度中國科學院“優秀研究生指導教師”獎。