吸收度调制激光直写关键技术研究
发布时间：2021-06-01 22:20
光学超分辨技术在光学加工、检测以及成像等领域有着广泛的应用。光学超分辨光刻是光学超分辨技术在光刻领域的实践。在众多超分辨光刻技术中,基于光致变色材料的吸收度调制超分辨光刻是一种利用远场光调制近场光的非接触式光刻技术,具有对比度高且控制简单的优点。但是该技术主要是用干涉条纹来限制光刻的线宽,只能产生如光栅的简单图案,难以提高单点分辨率。本课题组创新性地将该技术和激光直写系统融合在一起形成了吸收度调制激光直写系统,并成功刻写出超分辨直写线条。尽管如此,对基于光致变色材料的吸收度调制激光直写技术的研究还不够深入。基于此,本论文的主要目的并非产生超分辨直写线条,而是作为补充,研究它的理论基础和若干关键技术。基于光致变色材料的吸收度调制激光直写的机理是吸收度调制效应,它是通过限制光调节光强来调节介质对写入光的吸收率进而调制其透射光强。当写入光照射光致变色材料时,材料的构型从一种结构转化成另一种结构,两种结构有不同的吸收光谱,而限制光可以将此变换逆转,两者相互竞争。由于限制光在吸收度调制中作用更明显,当达到动态平衡时,写入光的线宽被有效地压缩。本文分析了该效应的微观过程,并以此建立了吸收度调制激光...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２（ａ）纳米光纤斜触式光刻装置示意图（ｂ）近场扫描显微镜（ＮＳＯＭ）??基于功能材料的超分辨技术则主要是利用功能材料或器件的特殊效应实现光学超分??
（ｂ）?（ｃ）??图１．３（ａ）超透镜光刻系统图和ＳＰＲ超透镜刻写结果（ｂ）纳米金属顆粒光刻（ｃ）负折射率透镜模??扳光刻示意图??另外，基于光致变色效应的吸收度调制超分辨技术是一种远场和近场结合的光学超分??辨技术，主要通过远场光束作用下产生光学近场吸收调制效应实现。在突破衍射极限的同??时，不会产生远场调制超分辨技术中的旁瓣效应，且不需要像近场光学超分辨技术那样对??探针进行精确控制。因此，这种吸收调制超分辨技术具有很大的研究和应用价值。更重要??的是，具有吸收度调制效应的光致变色材料可以重复利用，若用在光学超分辨光刻中，将??大大降低光刻的应用成本。??１．２光学超分辨光刻技术研究现状??韩国延世大学（Ｙｏｎｓｅｉ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）提出了?一种图１．４所示的基于接触式探针的近场光??刻技术ｌＵ）｜，使用固体浸没透镜或纳米孔径来增强近场写入方法中的分辨率，其光刻线宽覆??盖了亚微米至纳米尺度。同时，他们将几种探针与传统的激光光刻系统集成在一起，并使??用４０５ｎｍ波长的激光器实现了高达３５ｎｍ的图案分辨率。此外
大大降低光刻的应用成本。??１．２光学超分辨光刻技术研究现状??韩国延世大学（Ｙｏｎｓｅｉ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）提出了?一种图１．４所示的基于接触式探针的近场光??刻技术ｌＵ）｜，使用固体浸没透镜或纳米孔径来增强近场写入方法中的分辨率，其光刻线宽覆??盖了亚微米至纳米尺度。同时，他们将几种探针与传统的激光光刻系统集成在一起，并使??用４０５ｎｍ波长的激光器实现了高达３５ｎｍ的图案分辨率。此外，该系统探头的扫描速度足??够高（约ｌ（）ｍｍ／ｓ），可用于实际的工业制造。??Ｏｂｊｃｃｔｉｖｏ?ｌｏｏｓ，?Ｏｂ］ｅｃｆｉｖ？??４０５ｎｍ?ｌａｓｅｒ??Ｓｈｅｅｔ?ｍｅｔａｌ??？?－ｒｎ９??（ａ）?（ｂ）??图１．４（ａ）接触式探针的近场光刻的ＳＩＬ－探针（ｂ）纳米探专ｔ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种光学超分辨技术研究[J]. 牛亚军,查为懿,常军,沈本兰,杨海波,闫秀生,田宏. 光电技术应用. 2017(04)
[2]超分子凝胶中的光化学反应[J]. 王秀凤,杨东,刘鸣华. 影像科学与光化学. 2015(01)
[3]涡旋光用于物体面内位移变形测量的模拟[J]. 孙海滨,孙平. 光电子·激光. 2014(11)
[4]涡旋光的干涉特性及其在变形测量中的应用[J]. 孙平,李兴龙,孙海滨,李峰. 光子学报. 2014(09)
[5]激光三角法改进的显微镜快速自动对焦方法[J]. 张小波,范富明,程良伦. 红外与激光工程. 2012(07)
[6]平面涡旋光干涉的分析[J]. 王浩,杨德兴,甘雪涛,赵建林,任小元,姜宏振. 光学学报. 2009(02)
[7]显微镜的快速自动对焦算法[J]. 苗立刚,轩波,彭思龙. 光电子.激光. 2007(01)
[8]显微镜下两层物体的快速自动对焦算法[J]. 轩波,苗立刚,彭思龙. 计算机应用. 2007(01)
[9]光刻胶的发展及应用[J]. 郑金红. 精细与专用化学品. 2006(16)
[10]极坐标激光直写技术制作微结构[J]. 王多书,罗崇泰,陈焘,刘宏开,马勉军,黄良甫. 激光与红外. 2006(07)
博士论文
[1]涡旋光诱导不透明激光直写系统研究[D]. 魏震.浙江大学 2015
[2]光学涡旋的衍射特性、生成及检测方法的研究[D]. 魏功祥.山东师范大学 2010
[3]曲面激光直写中若干关键技术研究[D]. 陈龙江.浙江大学 2010
[4]激光干涉光刻技术[D]. 张锦.四川大学 2003
[5]激光直写光刻技术研究[D]. 李凤有.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]涡旋光束的产生及特性研究[D]. 徐丽娟.浙江大学 2014
[2]涡旋光束的特性研究[D]. 陈志婷.燕山大学 2013
[3]空间曲面激光直写技术的研究[D]. 吴波.电子科技大学 2012
[4]基于图像处理的自动对焦理论和技术研究[D]. 蒋婷.武汉理工大学 2008
[5]基于数字图像处理的自动对焦技术研究[D]. 刘兴宝.中国工程物理研究院 2007
[6]曲面激光直写光刻技术研究[D]. 闫玮.浙江大学 2006
本文编号：3210264
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２（ａ）纳米光纤斜触式光刻装置示意图（ｂ）近场扫描显微镜（ＮＳＯＭ）??基于功能材料的超分辨技术则主要是利用功能材料或器件的特殊效应实现光学超分??
（ｂ）?（ｃ）??图１．３（ａ）超透镜光刻系统图和ＳＰＲ超透镜刻写结果（ｂ）纳米金属顆粒光刻（ｃ）负折射率透镜模??扳光刻示意图??另外，基于光致变色效应的吸收度调制超分辨技术是一种远场和近场结合的光学超分??辨技术，主要通过远场光束作用下产生光学近场吸收调制效应实现。在突破衍射极限的同??时，不会产生远场调制超分辨技术中的旁瓣效应，且不需要像近场光学超分辨技术那样对??探针进行精确控制。因此，这种吸收调制超分辨技术具有很大的研究和应用价值。更重要??的是，具有吸收度调制效应的光致变色材料可以重复利用，若用在光学超分辨光刻中，将??大大降低光刻的应用成本。??１．２光学超分辨光刻技术研究现状??韩国延世大学（Ｙｏｎｓｅｉ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）提出了?一种图１．４所示的基于接触式探针的近场光??刻技术ｌＵ）｜，使用固体浸没透镜或纳米孔径来增强近场写入方法中的分辨率，其光刻线宽覆??盖了亚微米至纳米尺度。同时，他们将几种探针与传统的激光光刻系统集成在一起，并使??用４０５ｎｍ波长的激光器实现了高达３５ｎｍ的图案分辨率。此外
大大降低光刻的应用成本。??１．２光学超分辨光刻技术研究现状??韩国延世大学（Ｙｏｎｓｅｉ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）提出了?一种图１．４所示的基于接触式探针的近场光??刻技术ｌＵ）｜，使用固体浸没透镜或纳米孔径来增强近场写入方法中的分辨率，其光刻线宽覆??盖了亚微米至纳米尺度。同时，他们将几种探针与传统的激光光刻系统集成在一起，并使??用４０５ｎｍ波长的激光器实现了高达３５ｎｍ的图案分辨率。此外，该系统探头的扫描速度足??够高（约ｌ（）ｍｍ／ｓ），可用于实际的工业制造。??Ｏｂｊｃｃｔｉｖｏ?ｌｏｏｓ，?Ｏｂ］ｅｃｆｉｖ？??４０５ｎｍ?ｌａｓｅｒ??Ｓｈｅｅｔ?ｍｅｔａｌ??？?－ｒｎ９??（ａ）?（ｂ）??图１．４（ａ）接触式探针的近场光刻的ＳＩＬ－探针（ｂ）纳米探专ｔ??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]几种光学超分辨技术研究[J]. 牛亚军,查为懿,常军,沈本兰,杨海波,闫秀生,田宏. 光电技术应用. 2017(04)
[2]超分子凝胶中的光化学反应[J]. 王秀凤,杨东,刘鸣华. 影像科学与光化学. 2015(01)
[3]涡旋光用于物体面内位移变形测量的模拟[J]. 孙海滨,孙平. 光电子·激光. 2014(11)
[4]涡旋光的干涉特性及其在变形测量中的应用[J]. 孙平,李兴龙,孙海滨,李峰. 光子学报. 2014(09)
[5]激光三角法改进的显微镜快速自动对焦方法[J]. 张小波,范富明,程良伦. 红外与激光工程. 2012(07)
[6]平面涡旋光干涉的分析[J]. 王浩,杨德兴,甘雪涛,赵建林,任小元,姜宏振. 光学学报. 2009(02)
[7]显微镜的快速自动对焦算法[J]. 苗立刚,轩波,彭思龙. 光电子.激光. 2007(01)
[8]显微镜下两层物体的快速自动对焦算法[J]. 轩波,苗立刚,彭思龙. 计算机应用. 2007(01)
[9]光刻胶的发展及应用[J]. 郑金红. 精细与专用化学品. 2006(16)
[10]极坐标激光直写技术制作微结构[J]. 王多书,罗崇泰,陈焘,刘宏开,马勉军,黄良甫. 激光与红外. 2006(07)
博士论文
[1]涡旋光诱导不透明激光直写系统研究[D]. 魏震.浙江大学 2015
[2]光学涡旋的衍射特性、生成及检测方法的研究[D]. 魏功祥.山东师范大学 2010
[3]曲面激光直写中若干关键技术研究[D]. 陈龙江.浙江大学 2010
[4]激光干涉光刻技术[D]. 张锦.四川大学 2003
[5]激光直写光刻技术研究[D]. 李凤有.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]涡旋光束的产生及特性研究[D]. 徐丽娟.浙江大学 2014
[2]涡旋光束的特性研究[D]. 陈志婷.燕山大学 2013
[3]空间曲面激光直写技术的研究[D]. 吴波.电子科技大学 2012
[4]基于图像处理的自动对焦理论和技术研究[D]. 蒋婷.武汉理工大学 2008
[5]基于数字图像处理的自动对焦技术研究[D]. 刘兴宝.中国工程物理研究院 2007
[6]曲面激光直写光刻技术研究[D]. 闫玮.浙江大学 2006
本文编号：3210264
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