曲面网栅写入技术研究

发布时间：2017-07-07 22:06

  本文关键词：曲面网栅写入技术研究

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【摘要】：飞行器的光学窗后一般搭载着高精度光电探测仪器用于目标识别和检测,为了防止外界电磁波辐射影响探测精度和性能以及内部器件向外辐射电磁波而成为反辐射武器的目标,与此同时又要求光学窗有很高的红外波及可见光的透射率,从而不影响光电探测仪器对目标的识别与检测,所以需要对光学窗进行电磁屏蔽处理。大量的研究和实践表明,在光学窗上镀一层金属网栅既可以很好的屏蔽电磁波又具有很高的红外及可见光透射率。金属网栅的单元图形通常是矩形,因为矩形网栅容易制造并且有较好的屏蔽效率。为分析网栅图形对屏蔽效率的影响,引入时域有限差分FDTD分析方法对金属网栅在常见的12-18 GHz波段下的水平线偏振态的电磁波屏蔽效率进行研究。仿真表明,在等边长的情况下,三角形网栅的屏蔽效率高于正方形网栅；在等面积的情况下,各种图形网栅的屏蔽效率次序为：三角形正方形六边形。该结论表明,在同等透过率条件下,三角形网栅比常见的矩形网栅有更好的屏蔽效果。金属网栅通常加工在深凹球面基底上,曲面激光直写是较为适宜的金属网栅加工手段。考虑到直接使用激光直写可能持续长达数小时,加工效率低下,曲面掩模光刻应是非常有意义的高速加工手段。论文构建了曲面掩模所需的凸球面加工直写系统,该系统目前支持最高±20度的基片光轴倾斜。鉴于网栅极低的图形覆盖率,矢量写入是最优的图形加工方案。论文基于现有凸球面直写系统,研究了单摆台独立运动的简单的矩形网栅加工算法,也研究了双摆台联动的以圆形球面光栅为对象的任意网栅图形的矢量加工算法。矢量加工方案使三角形网栅或其它任意复杂矢量图案的加工成为可能。由于凸球面的旋涂工艺会带来胶厚的不均匀性,论文还分析了结合矢量加工的曝光量修正算法。以现有的凸球面加工直写系统为基础,结合上述加工算法,在口径为50mm、曲率为51.64mm的凸球面基底上制作了基于经纬线扫描的矩形网栅等图案,其中矩形网栅的周期400μm、线宽10μm。由于球面三角形图案路径规划的复杂性,以制作球面圆形光栅表明本加工系统的矢量加工能力。实验表明,现有凸球面直写系统初步具备加工金属网栅的能力,为后续的曲面掩模光刻打下坚实基础。
【关键词】：电磁屏蔽 曲面金属网栅 凸曲面光刻 曲面掩模
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V261
【目录】：

• 致谢5-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-13
• 第一章 绪论13-27
• 1.1 光学窗电磁屏蔽技术14-18
• 1.1.1 频率选择表面技术14-15
• 1.1.2 电控灵敏材料技术15
• 1.1.3 透明导电膜技术15
• 1.1.4 基于金属网栅的滤波技术15-18
• 1.2 微细加工技术18-23
• 1.2.1 掩模光刻技术18-19
• 1.2.2 无掩模光刻技术19-23
• 1.2.2.1 电子束直写19-20
• 1.2.2.2 激光直写20-22
• 1.2.2.3 近场直写22-23
• 1.3 曲面激光直写23-27
• 第二章 曲面光刻理论27-35
• 2.1 凸曲面甩胶27-30
• 2.2 激光直写曝光模型30-33
• 2.3 本章小结33-35
• 第三章 金属网栅仿真及优化35-44
• 3.1 FDTD算法理论35-38
• 3.2 对电磁波各偏振态的屏蔽效率38-39
• 3.3 网栅图形对电磁波屏蔽效率的影响39-42
• 3.3.1 等边长图形对电磁波屏蔽效率的影响39-40
• 3.3.2 等面积图形对电磁波屏蔽效率的影响40-41
• 3.3.3 PEC理想导体对仿真精度的影响41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 曲面光刻平台44-66
• 4.1 曲面光刻平台结构及工作原理44-46
• 4.2 光刻图形建模46-50
• 4.2.1 环形47-48
• 4.2.2 网栅形48-50
• 4.3 倾斜台运动分析50-52
• 4.4 曝光量修正的初步算法52-54
• 4.5 下位机控制系统54-57
• 4.6 PC端GU工程序57-58
• 4.7 曲面光刻初步实验58-65
• 4.7.1 曲面光栅形状58-60
• 4.7.2 曲面网栅形状60-65
• 4.7.3 曲面圆环形65
• 4.8 本章小结65-66
• 第五章 总结及展望66-68
• 参考文献68-72
• 攻读学位期间发表的论文72-73
• 作者筒介73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 卢俊,张靓,孙连春;Y形和Y环形单元特性的实验对比研究[J];光学精密工程;2005年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 罗剑波;曲面激光直写系统与关键技术研究[D];浙江大学;2012年

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本文编号：531959