发明名称 全像扩散元件
摘要 传统的扩散元件,不但改变透过光的相位,且改变振幅因子,致使光通过扩散元件的光的使用效率降低,且无法达到不同波源均匀混色的效果。本发明利用Fraunhofer绕射原理及电脑程式叠代技巧来设计一可达成不同波源混色效果的全像扩散元件。由于本发明的扩散元件只改变光之相位而不会改变光之强弱,因此可大幅提升光的穿透率。
申请公布号 TW388913 申请公布日期 2000.05.01
申请号 TW086111487 申请日期 1997.08.11
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 赵伟忠;郭钟荣;吴清沂
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 徐宏昇 台北巿忠孝东路一段八十三号二十楼之二
主权项 1.一种适用于多波长光源之全像扩散元件之制法,包括:决定一至像扩散元件之厚度,及作为处理之单位区域,以及组成该单位区域之单位元大小;设定组成该单位区域之单位元之起始应蚀刻深度;该依据全像扩散元件对所适用波源之相位分布函数;在所适用波源下的波数;及基材的折射率等条件,利用电脑进行叠代演算,修正该单位区域之单位元之起始应蚀刻深度,以求得适合所有所适用波源并具有混色效果之全像扩散元件之各单位元之应蚀刻深度;依据所得之该及全像扩散元件之各单位元之应蚀刻深度,决定蚀刻所应适用之光罩;及利用蚀刻技术以该所得之光罩完成该全像扩散元件。2.如申请专利范围第1项之全像扩散元件之制法,其中,该单位区域之单位元之起始应蚀刻深度系以一组由乱数产生,且该起始値为一组2维的阵列所组成,代表光在扩散元件后远场分布函数的相位値。3.如申请专利范围第2项之全像扩散元件之制法,其中,该全像扩散元件之各单位元之蚀刻深度di系以下列相位分布函数算得:j=dikj+(D-di)kjnj (1);其中D表示用以制作全像扩散元件之基板之厚度;di表示某列单位元中,第i位置之单位元之蚀刻深度;j表扩散元件对波源j之相位分布函数;kj为在波源j下的波数;nj为基材的材料折射率。4.如申请专利范围第1项之全像扩散元件之制法,其中,该适用波源包括三原色之光源。5.如申请专利范围第4项之全像扩散元件之制法,其中,该叠代演算包括:依据第一波源1,令a1为一常数,由场的频谱定义(Frequency Domain)分布,进行反傅氏转换(Inverse FourierTransformation),得到空间定义(Spatial Domain)分布,得到1相位;依据第二波源2,及各单位元的起始蚀刻深度为基本参数,将所得之波源1相位1,依(1)式转换至波源2下的相位分布2;该相位函数系由蚀刻深度与未蚀刻区域的相位差所形成;依据第二波源2,进行傅氏转换,得到第二波源2下的频率定义分布;检测振幅的优化结果,强制令A'2满足收敛条件,对不满足的振幅变数皆重新设定;以2波长为标准,令a2为一常数,得到2相位;依据第三波源3:利用方程式(1),以所得之蚀刻深度为基本参数,作相位差变换;将波源3下的空间定义分布作傅氏转换,得到至频谱定义分布,并进行振幅A'3条件判断,及对不满足收敛条件的振幅重新设定;进行反傅氏转换,得到第三波源3下的空间定义分布;依序由3→2→1循序转换并作条件判断,回复到波长1的频谱定义分布以完成一个叠代演算回路;及循序检测振幅A'1,A'2,A'3是否满足所设定的判断値;如是,则完成演算;否则再循序进行叠代演算,直到所有A'j均满足所设定的判断値为止。6.如申请专利范围第1项之全像扩散元件之制法,其中,该全像扩散元件之单位区域均区分为nn矩阵单位,n为一整数,且元件蚀刻深度设定为8阶。7.如申请专利范围第4项之全像扩散元件之制法,其中,以8阶代表该该单位元之蚀刻深度时,该蚀刻深度d i=; 其中为波源1,2,3的波长平均値,n为基材折射率与空气折射率的差値,n=n-1。8.如申请专利范围第1项之全像扩散元件之制法,其中,该全像扩散元件之材料系选自石英、矽及镀有二氧化矽之玻璃等之至少一种。图式简单说明:第一图表示本发明全像扩散元件截面图。第二图表示适用于本发明之三个波源混色扩散元件的叠代演算法示意图。第三图表示由3232二维单位元所组成的电脑辅助设计全像扩散元件,每单位元的数字分别代表其蚀刻深度,其阶数为23=8量化阶数。第四图表示第三图之本发明全像扩散元件的穿透效率示意图。第五图表示本发明全像扩散元件之制作流程图。
地址 新竹县竹东镇中兴路四段一九五号