基于衍射光初相位测量的光栅曝光拼接误差检测研究

发布时间：2017-09-13 03:35

  本文关键词：基于衍射光初相位测量的光栅曝光拼接误差检测研究

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【摘要】：高质量大口径脉冲压缩光栅是高功率脉冲压缩系统中的重要光学元件。但其制作难度大、成本高,这些因素制约着大口径脉冲压缩光栅的研制。针对国内目前的技术状况,全息光栅曝光拼接技术是研制大口径光栅的最佳方案。针对潜像拼接在大口径拼接中存在的对准困难和成功率低等问题,课题组提出了逐区曝光和逐区刻蚀拼接方案。但是在拼接结束检测拼接误差时,这两种拼接方法都会因为槽形差异产生衍射波面错位,叠加到横向位移误差引起的相位变化中,从而干扰横向位移误差的判断。因此本论文主要解决不同形貌光栅的衍射光初相位的计算问题以及衍射光初相位在光栅拼接误差检测中的应用问题。为此本文主要进行了以下工作:1、介绍了大口径光栅的研究背景和国内外的研究现状,叙述了曝光拼接原理,介绍了逐区显影和逐区刻蚀拼接方法的工艺流程和对准拼接方法,提出理论计算衍射光相位差的必要性。2、基于严格耦合波理论编写了衍射光相位的计算程序,分别从理论和实验上验证了计算程序的正确性。3、根据相位分布的规律,提出用测量相位的方法间接判断光栅槽形。以K9玻璃基底为例,计算了反射和透射两种情况下光栅衍射光的初相位与光栅槽形的关系,并且分析了该方法的适用条件和误差,实验上验证了该方法的可行性。4、通过理论计算,给出了在无法精确测量占空比的情况下多层介质膜光栅和均匀基底光栅由于形貌差异引起的1级衍射光相位差的计算方法,实验上验证了通过0级衍射光相位差推断1级衍射光相位差的计算方法。
【关键词】：大口径光栅 拼接误差 逐区显影 衍射光初相位 严格耦合波理论
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN25;O436.1
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.3 逐区显影和逐区刻蚀拼接流程及拼接方法13-18
• 1.4 本论文的研究工作18-19
• 第二章 光栅衍射光相位的理论研究与实验验证19-34
• 2.1 基于严格耦合波理论的相位计算19-21
• 2.2 利用光栅衍射效率的MATLAB程序计算结果和GSOLVER软件计算结果对比验证程序的正确性21-26
• 2.3 基于严格耦合波理论相位计算方法的实验验证26-33
• 2.3.1 实验室制作光栅的一般工艺流程26-27
• 2.3.2 验证实验所需光栅掩膜的制作方法27-28
• 2.3.3 Zygo干涉仪简介28-29
• 2.3.4 光刻胶掩模的衍射波面测量29-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 光栅槽形参数测量新方法—相位测量法34-43
• 3.1 光栅槽形测量方法介绍34-35
• 3.2 光栅槽形相位测量法可行性的理论分析35-39
• 3.2.1 光栅0级反射光初相位与槽形关系的计算与分析35-37
• 3.2.2 光栅0级透射光初相位与槽形关系的计算与分析37-39
• 3.3 光栅槽形相位测量法可行性的实验验证39-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 衍射光初相位在光栅拼接误差检测中的应用43-54
• 4.1 光栅形貌差异引起1级衍射光相位变化的分析和计算43-48
• 4.2 光栅1级衍射光相位差计算方法的实验验证48-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 5.1 总结54
• 5.2 展望54-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士期间发表的学术论文60-61
• 致谢61-62

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