衍射光变图像的高速激光直写方法和系统

摘要

本发明公开了一种衍射光变图像的高速激光直写方法，入射平行光经光阑、透镜成像到分束元件上，分束光分别经透镜组会聚，产生干涉条纹光场，依次光刻不同取向的干涉条纹形成不同取向的微光栅图像，其特征在于：由采用半导体泵浦的固态紫外激光器生成所述激光束，利用TTL信号控制，实现激光束的脉冲输出，两组分束光束具有零光程差；光学系统和光刻胶干板分别在相互垂直的两个一维方向上运动，采用连续运动、连续脉冲曝光方式进行光刻。本发明并以此实现了高速激光直写光刻系统，使大面积具有微米级条纹结构的衍射光变图像的原版制作缩短到数小时到17小时之间，真正进入工业化应用阶段，是激光全息技术领域数字化先进制造技术的重要突破。

主权项

1.一种衍射光变图像的高速激光直写方法，其特征在于：将激光束经准直镜组准直成一平行光束，入射平行光束经过光阑、透镜成像到分束元件上，分成两束光，所述分束光束分别经石英透镜组会聚在记录材料上，在相交区域产生干涉条纹光场，由光刻胶干板记录，使光学干涉头与光刻胶干板相对运动，依次光刻不同取向的干涉条纹将形成不同取向的微光栅图像，直至完成整个衍射光变图像的制作；其中，所述光学干涉头包括光源部分、分束前成像系统和分光干涉系统，所述分束前成像系统中包括有光阑，所述分光干涉系统包括有分束元件和两路石英透镜组，所述光源部分由紫外光源、准直镜组和可调制的TTL电源组成；由采用半导体泵浦的固态紫外激光器为所述紫外光源生成所述激光束，采用三倍频351nm/355nm或四倍频263nm/266nm的波长作为光源的波长，输出激光束满足单横模TEM00、光斑质量M2＜1.2、相干长度＞0.1mm、线偏振的要求；利用所述可调制的TTL电源控制激光束的脉冲频率，实现激光束的脉冲输出，脉冲频率0-15kHz；所述两组分束光束具有零光程差；所述光学干涉头和光刻胶干板分别在相互垂直的两个一维方向上运动，采用连续运动、连续脉冲曝光方式进行光刻。