《面向大尺寸、高密度光柵的並行雷射直寫新技術研究》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由麻健勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向大尺寸、高密度光柵的並行雷射直寫新技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：麻健勇
- 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對國家雷射點火工程中對核心器件-脈衝壓縮光柵密度進一步提高的迫切需求，基於徑向偏振光和二元相位板，提出了一種並行雷射直寫光柵的新技術，設計合適的二元相位板，在高數值孔徑的情況下，不僅可以實現超越衍射極限的光斑，滿足脈衝壓縮光柵密度不斷增大的要求，同時大大延長了系統的焦深，降低了對伺服聚焦系統回響速度的要求，克服了在高速刻寫過程中，曝光條紋不均勻的問題，使並行雷射直寫的速率有了數量級的提升。利用徑向光聚焦在焦點形成的強縱向電場可以提高條紋對比度，提高光柵掩膜的質量，同時聚焦雷射束縱向能量密度均勻分布，可以大大改善移動平台pitch抖動帶來的不利影響，提高光柵的直寫成品率。實驗表明，相比於傳統的並行雷射直寫光柵技術，本申請提出的新技術，在相同刻寫速率的情況下，刻寫光斑的質量有了明顯的改善，製備出的光柵掩膜周期500nm，線寬小於250nm，完全滿足實際的工程需要。
結題摘要
光柵是一個傳統的、廣泛使用的光學元件，也是雷射聚變工程等多個大型光學工程領域的關鍵器件，大尺寸的脈衝壓縮光柵價格極其昂貴，而且西方已開發國家對我們實施禁運，我國大型雷射工程所需的光柵只能依靠自主開發。 在基於達曼光柵的並行雷射直寫的基礎上，開展大尺寸、高密度光柵的製備技術研究，發明了旋轉達曼光柵技術，實現了皮米級光柵周期均勻度的調諧。通過旋轉二維達曼光柵，使得形成的光斑點陣相對於垂直掃描方向旋轉一個小角度，通過高精度電動旋轉台，實現周期精度皮米級調諧；設計了調平聚焦伺服系統，該系統可用於大面積光柵刻寫，實驗表明本系統裝置能獲得良好的穩定性與靈敏度的探測曲線，測量精度可達到納米量級；利用大行程、高精度的氣浮移動平台，採用101路達曼光柵並行雷射直寫，實現了尺寸達450mm*300mm的光刻膠光柵掩膜，達曼光柵的發散角0.3mrad，顯微物鏡數值孔徑0.45，最終實現的光柵周期達到3um。 這一技術為更大面積光柵的研製奠定了基礎，為大面積、高精度衍射光學元件的製備提供了重要的手段。
