ВКР: Расчет, изготовление и исследование амплитудной цилиндрической линзы

ДОЭ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Рисунок 1 - Амплитудная решетка
Рисунок 2 - Фазовая решетка

Цели: Расчет амплитудной цилиндрической линзы, изготовление по ее фотошаблону фазовой цилиндрической линзы и исследование микрорельефа фазовой цилиндрической линзы под оптическим микроскопом.
Задачи:
Анализ методов расчета дифракционных оптических элементов.
Анализ технологии изготовления амплитудной цилиндрической линзы.
Изготовление фазовой отражающей цилиндрической линзы.
Исследование микрорельефа фазовой цилиндрической линзы.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

РАСЧЕТ ДОЭ
Линза №1.
Длина: 3,2мм;
Ширина: 3,2мм;
Фокусное расстояние: 300мм;
Длина волны: 633нм;
Шаг дискретизации: 25мкм.
Линза №2.
Длина: 3,2мм;
Ширина: 3,2мм;
Фокусное расстояние: 200мм;
Длина волны: 633нм;
Шаг дискретизации: 25мкм.
Линза №3.
Длина: 3,2мм;
Ширина: 3,2мм;
Фокусное расстояние: 50мм;
Длина волны: 633нм;
Шаг дискретизации: 25мкм.
4
Волотовский, С.Г. Программное обеспечение по компьютерной оптике/ С.Г. Волотовский[и др.] // Компьютерная оптика. -1995.Вып. 14-15. –Ч.2 –С. 94-106.

5
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ
Распределение интенсивности линзы с фокусным расстоянием 300мм
Распределение интенсивности линзы с фокусным расстоянием 200мм
Распределение интенсивности линзы с фокусным расстоянием 50мм

6
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИНЗЫ
Рисунок 3 - Шаблон амплитудной цилиндрической линзы
На основе фотошаблона амплитудной цилиндрической линзы были изготовлены фазовые отражающие линзы с микрорельефом, исследованным с помощью оптического микроскопа.

7
ЭТАПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАЗОВОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ
Этапы изготовления:
Очистка подложки от загрязнений
Напыление защитной маски
Формирование резистивной маски методом литографии
Травление методом реактивно-ионного процесса

8
НАНЕСЕНИЕ ЗАЩИТНОЙ МАСКИ
Нанесение защитной маски осуществляется с помощью магнетронного напыления на установке ЭТНА-100-МТ.
Рисунок 4 - Процесс напыления на установке ЭТНА-100-МТ

ФОТОЛИТОГРАФИЯ
9
Рисунок 5 - Установка центрифугирования Laurell WS-400B-6NPP-LITE SPINNER
Метод нанесения фоторезистов на поверхность - центрифугирование.
Сушка проводится на термостолике.
Рисунок 6 -Термостолик "SD160 Stuart"

ТРАВЛЕНИЕ МАСКИ
10
Процесс травления проходил методом реактивно-ионного процесса на установке ЭТНА-100-ПТ.
1-секция реакторной камеры
2-газораспределительная секция
3-секция вакуумной системы
4-секция электронных блоков и управления
Рисунок 7 - Общий вид модуля ЭТНА-100-ПТ

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИНАРНОГО МИКРОРЕЛЬЕФА
11
Рисунок 8 - Оптический микроскоп с установкой WLI
Для измерения глубины травления использовался оптический микроскоп со встроенной установкой White Light Interferometry.

12
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИНАРНОГО МИКРОРЕЛЬЕФА
Глубина травления между циклами вычисляется по формуле:
и равна 3, 575 мкм.
Рисунок 9 - Профилограмма травления в ПО IOF Mark III

В ходе работы были изготовлены и исследованы три фазовые цилиндрические линзы с разными значениями фокусных расстояний по фотошаблону амплитудной цилиндрической линзы.
В программном обеспечении "QUICK-DOE" были рассчитаны и смоделированы распределения интенсивности трех амплитудных цилиндрических линз с фокусными расстояниями f=50, 200, 300мм.
Были изготовлены три фазовые отражающие цилиндрические линзы по шаблону амплитудной, с использованием технологий фотолитографии и травления методом реактивно-ионного процесса.
Проведены исследования микрорельефа изготовленных фазовых цилиндрических линз с помощью оптического микроскопа.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
13