基于自清潔表面結(jié)構(gòu)制造的六光束干涉系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于基于自清潔表面結(jié)構(gòu)制造的六光束干涉系統(tǒng)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，受外界環(huán)境和噪聲影響小的一體式系統(tǒng)。裝置大體可分為分光模塊、角度調(diào)節(jié)模塊、等厚相干模塊三部分。其特征是激光進(jìn)入裝置系統(tǒng)內(nèi)部后，在半反半透鏡的作用下分成三束能量相同的激光束，三束激光射到全反鏡上，通過全反鏡的角度調(diào)節(jié)，使得三束激光以相同的入射角度分別射到高度相同，大小相等的楔形板上，三個楔形板組成正三角形，每個楔形板上表面均鍍有半反半透膜，下表面均鍍有全反膜，在鍍有膜的楔形板的作用下，三光束被分為了對稱的、能量相同六光束，六光束可組成正六邊形，在干涉焦點處匯聚，達(dá)到六光束干涉，當(dāng)材料放置在干涉焦掉處便可行進(jìn)六光束的干涉光刻，進(jìn)行微納級的材料加工。由于全部的器件制造在裝置內(nèi)，并使用分振幅干涉原理，可大大簡化干涉系統(tǒng)，大大增加其精確度，可廣泛應(yīng)用于納米級、甚至亞納米級的加工。
【專利說明】基于自清潔表面結(jié)構(gòu)制造的六光束干涉系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利是一種基于六光束干涉的簡易系統(tǒng)，實現(xiàn)六光束系統(tǒng)的簡化。本發(fā)明專利能夠?qū)崿F(xiàn)納米級、甚至亞納米級光干涉結(jié)構(gòu)，可用在六光束干涉光路搭建以及三光束干涉光路搭建，還可用于六光束光刻產(chǎn)品研發(fā)效率的提高。
技術(shù)背景
[0002]目前，超微加工和超微操作已進(jìn)入了納米技術(shù)的新時代，人們對于微小尺寸材料物理化學(xué)性質(zhì)要求已不再局限于微米、亞微米量級，而是達(dá)到了納米、亞納米量級。納米制造是近年來新興的【技術(shù)領(lǐng)域】，其核心技術(shù)是微納米尺度下的可觀測性和可操控性。由于微納米操作得以實現(xiàn)一部分是以激光光刻系統(tǒng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，其光路搭建和調(diào)試的繁雜性給科研性工作帶來了很大困難，同時也為科研產(chǎn)品的量產(chǎn)帶來了很大問題。
[0003]目前應(yīng)用最多的是利用多次分光、多次反射實現(xiàn)相干光束。這種方法使用繁瑣，一旦光路搭建完成，通常在未達(dá)到所需效果之前是不可以變動的。使用透鏡、反射鏡較多，價格也比較貴。此前“一種干涉光刻多光束形成系統(tǒng)”已經(jīng)取得了 2-5光束的光刻光路的改進(jìn)，未達(dá)到六光束的改進(jìn)。本發(fā)明專利是采用一體式固化系統(tǒng)，只需一束光從入光口進(jìn)入，便可得到六光束干涉，大大縮減了光刻光路系統(tǒng)調(diào)試的繁雜性。
[0004]技術(shù)參考
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[0017]發(fā)明專利內(nèi)容
[0018]現(xiàn)有的微納米級干涉光刻裝置，理論上可以實現(xiàn)六光束光刻光路的設(shè)計，但系統(tǒng)相對復(fù)雜，造價昂貴，為了克服上述不足，本發(fā)明專利提供一種基于六光束干涉的簡化模型。系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，受外界環(huán)境和噪聲影響小。
[0019]本發(fā)明專利的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，填充技術(shù)改進(jìn)空白而提供一種基于六光束干涉的簡化模型。
[0020]本發(fā)明專利可通過以下技術(shù)措施實現(xiàn):
[0021]基于基于六光束干涉的簡化裝置，包括分光模塊、角度調(diào)節(jié)、等厚相干模塊。所述的分光模塊包括分光鏡數(shù)片，反射鏡數(shù)片；角度調(diào)節(jié)包括處在同一高度的三塊反射鏡；等厚相干模塊包括三塊處在同一高度的楔形平板。
[0022]當(dāng)一束激光從入光口進(jìn)入裝置，首先會經(jīng)過兩個半反半透鏡分為三條幾乎一樣的光線
[0023]再經(jīng)過三個處于同一高度的反射鏡使光線以相同入射角入射到楔形平板同一高度，入射楔形板的每一束光線會在楔形板上下表面反射，形成相干光線，相干光線經(jīng)過會聚后便可進(jìn)行干涉。
[0024]本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:大大縮減了六光束光刻光路搭建的復(fù)雜性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，受外界環(huán)境和噪聲影響小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。
[0026]圖1為基于六光束干涉的簡化裝置整體形貌示意圖；
[0027]圖2為裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)分光的示意圖(整體裝置)；
[0028]圖3為裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)分光的示意圖(上部光路部分)
[0029]圖4為裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)分光的示意圖(下部等厚干涉部分，三個干涉板中的一個)
[0030]圖5為本裝置matlab模擬仿真二維干涉圖樣。
[0031]圖6為本裝置matlab模擬仿真三維干涉圖樣。
[0032]具體結(jié)構(gòu)說明
[0033]圖中1、入射光線；2、進(jìn)光口 ；3、裝置外殼；4、出射光線；5、干涉焦點；6、可移動干涉平臺；7、內(nèi)部透視；8、半反半透鏡；9、全反鏡；10、全反鏡；11、半反半透鏡；12、全反鏡；13、全反鏡；14、半反半透膜(鍍在楔形板上表面)；15、光學(xué)玻璃楔形板；16、裝置外殼；17、全反膜(鍍在楔形板下表面)。
[0034]8、9、10、11、12、13、14、15、16、17 都屬于裝置(7)內(nèi)部。

【具體實施方式】
[0035]在圖中，分光模塊(一)包括⑴進(jìn)光口、⑶(11)半反半透鏡；角度調(diào)節(jié)(二)包括(9) (10) (13)反射鏡；等厚相干模塊(三)包括楔形平板(15)。
[0036]在裝置使用前，先使用小功率激光器找到裝置干涉焦點(5)，調(diào)節(jié)裝置與干涉臺及其他部件的位置。選擇所需激光能量，使入射光線(I)從進(jìn)光口(2)進(jìn)入裝置，從而得到出射光線(4)，在干涉焦點(5)處形成六光束干涉，干涉圖樣如圖5、圖6所示。
[0037]在裝置(7)內(nèi)部，入射光線(I)從進(jìn)光口(2)進(jìn)入裝置后，首先在半反半透鏡(8)和半反半透鏡(11)的作用下，激光被分為能量均等的三束光，三束光分別射向已經(jīng)調(diào)整好角度的全反鏡(10)、(12)、(13)上，在全反鏡(10)、(12)、(13)的作用下，使得三束光以相同的角度射向高度相同，大小厚度均相同的楔形板(15)上，楔形板分別位于裝置的三個面上，三個楔形板形成正三角行，楔形板以具有高激光損傷閾值的光學(xué)玻璃為材料，并且光學(xué)玻璃具有極好的反射和投射能力，是極佳的裝置楔形板材料選擇，光入射到楔形板表面時，由于楔形板上表面鍍有半反半透膜(14)，使得入射到楔形板的光束透射和折射為能量相同的兩束光，透射到楔形板的光到達(dá)楔形板的下表面，由于楔形板的下表面鍍有全反膜(17)，使得透射光在楔形板下表面全部反射到楔形板的上表面(14)，在楔形板的上表面出發(fā)生折射并透射出去，在楔形板上反射和透射的兩束光最終在干涉焦點(5)處發(fā)生干涉。
[0038]每個楔形板可以形成兩束空間角相同，位相角不通的兩束光干涉，正三角形位置的三塊楔形板可以形成對稱的六光束干涉，將需要進(jìn)行加工的材料放置在可移動干涉平臺
(6)上，并調(diào)節(jié)干涉焦點(5)與可移動干涉平臺￠)的相對位置，使六光束的干涉焦掉(5)恰巧在可移動干涉平臺(6)匯聚，從而進(jìn)行六光束干涉光刻，進(jìn)行材料的加工制造。
[0039]所制造的結(jié)構(gòu)具有仿荷葉的自清潔結(jié)構(gòu)及疏水能力，可以達(dá)到自清潔效果。
【權(quán)利要求】
1.基于自清潔表面結(jié)構(gòu)制造的六光束干涉系統(tǒng)，其特征是:系統(tǒng)包括裝置外殼(3);半反半透鏡(8、11);全反鏡(9、10、12、13);鍍半反半透膜(14);光學(xué)玻璃楔形板(15);鍍?nèi)茨?17);所述半反半透鏡(8、11)和全反鏡(9、10、12、13)固定在裝置內(nèi)部，并根據(jù)光路調(diào)整好角度固定，使得光通過全反鏡(10、12、13)后可以以相同角度入射光進(jìn)入光學(xué)玻璃楔形板(15),所述光學(xué)玻璃楔形板(15)需三個大小形狀完全相同，并固定在正三棱柱外殼(3)的三個內(nèi)表面相同高度處，所述使用的光學(xué)玻璃楔形板(15)上表面需鍍半反半透膜(14)，下表面需鍍?nèi)茨?17)，所述裝置內(nèi)部器件固定位置需符合光路，使激光從進(jìn)光口(2)進(jìn)入后，出射光線(4)可在裝置外形成干涉焦點(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自清潔表面結(jié)構(gòu)制造的六光束干涉系統(tǒng)，其特征是:分光模塊(一)包括進(jìn)光口(I)、半反半透鏡(8、11);角度調(diào)節(jié)(二)包括全反鏡(9、10、13)；等厚相干模塊(三)包括光學(xué)玻璃楔形板(15);出射光線(4)需垂直入射進(jìn)入裝置，經(jīng)過裝置系統(tǒng)后射出，形成所需的六光束干涉；光學(xué)玻璃楔形板(15)上表面鍍有半反半透膜(14)，下表面鍍有全反膜(17)，使入射到光學(xué)玻璃楔形板(15)的激光產(chǎn)生反射光和透射光的分光，最終可以達(dá)到分振幅干涉；由于光學(xué)玻璃楔形板(15)具有相同材料，相同大小和高度，在角度調(diào)節(jié)模塊中已經(jīng)調(diào)節(jié)相同入射光角度進(jìn)入到光學(xué)玻璃楔形板(15)，從而可使光學(xué)玻璃楔形板(15)的出射光線(4)聚焦到干涉焦點(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自清潔表面結(jié)構(gòu)制造的六光束干涉系統(tǒng)，其特征是:可以進(jìn)行微納米級六光束干涉光刻的材料制作，其制作的微納米級材料具有仿荷葉的自清潔結(jié)構(gòu)，和超疏水的微納結(jié)構(gòu)，從而可以使制造的材料達(dá)到自清潔的能力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自清潔表面結(jié)構(gòu)制造的六光束干涉系統(tǒng)，其特征是:入射光線分別經(jīng)過，分光模塊(一)包括進(jìn)光口(I)、半反半透鏡(8、11)，角度調(diào)節(jié)(二)包括全反鏡(9、10、13)，等厚相干模塊(三)包括光學(xué)玻璃楔形板(15)，出射光線(4)聚焦形成六光束干涉焦點(5)。
【文檔編號】G02B27/10GK204143071SQ201420298305
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】張海鑫, 張魯佳, 陳旭浪, 劉光澤, 王作斌 申請人:長春理工大學(xué)