一種超低畸變勻光DMD數字投影光學系統技術方案

本發明專利技術公開了一種超低畸變勻光DMD數字投影光學系統，包括光源、勻光整形系統，數字微鏡以及投影物鏡系統，所述勻光整形系統包括導光棒、擴束透鏡系統以及反射鏡系統，所述光源、導光棒以及擴束透鏡系統依次設于第一光軸上，所述數字微鏡以及投影物鏡系統依次設于位于擴束透鏡系統一端的第二光軸上，且所述第一光軸與第二光軸具有夾角；其中，所述光源發出的光束經導光棒以及擴束透鏡系統后，通過反射鏡系統反射至數字微鏡上，所述數字微鏡將反射的光束經投影物鏡系統成像。本發明專利技術具有較高的照明均勻性和精度、以及超低畸變和成本低廉的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光電
，更具體的說，特別涉及一種適合數字光處理的用于蝕刻精度或者成像精度要求較高的超低畸變勻光DMD數字投影光學系統。
技術介紹
在一些高精度光刻或者成像系統中需要均勻度較高的照明系統，同時需要超低畸變的投影系統；實際工業生產中為簡化生產環節、降低生產成本，正尋求一種無掩膜板投影技術來節省掩膜板的制作成本。然而，現有技術中的投影光刻的光學系統一般來說存在以下幾點問題1、照明系統均勻性差，不能滿足高精度光刻的要求；2、掩膜板制作技術復雜、 成本高，已有的無掩膜板投影技術不能適合制作各種微細結構元件；3、投影系統畸變較大， 不能滿足超高精度光刻的要求；4、綜合成本比較昂貴。因此，迫切需求一種新的光學系統來解決以上提出的問題。
技術實現思路
鑒于上述提出的技術問題，本專利技術的目的在于提供一種提高均勻性和精度并能有效降低成本的超低畸變勻光DMD數字投影光學系統。為了解決以上提出的問題，本專利技術采用的技術方案為一種超低畸變勻光DMD數字投影光學系統，包括光源，其還包括勻光整形系統，數字微鏡以及投影物鏡系統，所述勻光整形系統包括導光棒、擴束透鏡系統以及反射鏡系統， 所述光源、導光棒以及擴束透鏡系統依次設于第一光軸上，所述數字微鏡以及投影物鏡系統依次設于位于擴束透鏡系統一端的第二光軸上，且所述第一光軸與第二光軸具有夾角； 其中，所述光源發出的光束經導光棒以及擴束透鏡系統后，通過反射鏡系統反射至數字微鏡上，所述數字微鏡將反射的光束經投影物鏡系統成像。優選的，所述反射鏡系統包括第一反射鏡以及第二反射鏡，所述第一反射鏡以及第二反射鏡位于擴束透鏡系統的一端，且所述第二反射鏡位于第一反射鏡的下方，所述第一反射鏡與第一光軸形成一個大于40°的夾角；所述第二反射鏡與第一反射鏡的光軸形成一個大于40°的夾角；并且所述第一反射鏡以及第二反射鏡的反射光以24°的入射角入射到數字微鏡的窗口上。優選的，所述擴束透鏡系統包括依次設于第一光軸上的第一正透鏡、第二正透鏡、 第一負透鏡、第三正透鏡、第四正透鏡。優選的，所述第一正透鏡、第二正透鏡、第一負透鏡、第三正透鏡以及第四正透鏡為普通光學玻璃或耐輻照光學玻璃。優選的，所述第一正透鏡、第二正透鏡、第三正透鏡以及第四正透鏡為冕光學玻璃；所述第一負透鏡為火石光學玻璃。優選的，所述投影物鏡系統包括依次設于第二光軸上的第五正透鏡、第六正透鏡、 第七正透鏡、第二負透鏡、光闌、第八正透鏡、第三負透鏡、第四負透鏡以及第九正透鏡。優選的，所述第五正透鏡、第六正透鏡、第七正透鏡、第二負透鏡、第八正透鏡、第三負透鏡、第四負透鏡以及第九正透鏡為普通光學玻璃或耐輻照光學玻璃。優選的，所述第五正透鏡、第六正透鏡、第七正透鏡、第八正透鏡以及第四負透鏡為冕光學玻璃；所述第二負透鏡、第三負透鏡以及第九正透鏡為火石光學玻璃。優選的，所述光源為光纖激光器。優選的，所述導光棒為空心導光棒或實心導光棒。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于I、勻光整形系統的應用能有效提高出射光均勻度，其均勻度保持在90%以上，進而保證了光刻系統對照明均勻性的要求。2、由于采用了超低畸變的投影物鏡系統，使得本專利技術可以適應于制作各種微細結構原件。3、整個投影光學系統的光源利用率高、能長時間輸出穩定，且具有結構簡單、可操作性及重復性好、綜合成本低廉得優點。附圖說明圖I為本專利技術所提供的整體光學系統結構示意圖2為本專利技術所提供的投影物鏡的場曲和相對畸變曲線圖3為本專利技術所提供的投影物鏡的MTF曲線圖4為本專利技術所提供的投影物鏡的彌散斑圖。附圖標記說明1、光源,2、導光棒，3、擴束透鏡系統,4、第一反射鏡,5、第二反射鏡,6、數字微鏡,7、投影物鏡，8、反射鏡系統，31、第一正透鏡，32、第二正透鏡，33、第一負透鏡，34、第三正透鏡，35、第四正透鏡，71、五正透鏡，72、第六正透鏡，73、第七正透鏡，74、第二負透鏡，75、第八正透鏡，76、第三負透鏡，77、第四負透鏡，78、第九正透鏡。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。本專利技術構思的目的在于一方面是的本專利技術能夠保證光刻系統對照明均勻性的要求；另一方面是使得投影系統具有超低畸變的效果，使其具有能夠適應制作各種微細結構元件；在一方面能夠有效的降低光學系統的綜合成本。如圖I所示，本專利技術提供一種超低畸變勻光DMD數字投影光學系統，包括光源1，其還包括勻光整形系統，數字微鏡6以及投影物鏡系統7，勻光整形系統包括導光棒2、擴束透鏡系統3以及反射鏡系統8,光源I、導光棒2以及擴束透鏡系統3依次設于第一光軸A上, 數字微鏡6以及投影物鏡系統7依次設于位于擴束透鏡系統3 —端的第二光軸B上，且第一光軸A與第二光軸B具有夾角；其中，光源I發出的光束經導光棒2以及擴束透鏡系統3 后，通過反射鏡系統8反射至數字微鏡6上，數字微鏡6將反射的光束經投影物鏡系統7成像；其中的導光棒2起到對入射光束整形以及勻光的作用，其可以為空心導光棒或實心導光棒。本實施例中的第一光軸A與第二光軸B的夾角可根據實際的需要進行調整,如90°坐寸O進一步,在本實施例中反射鏡系統8包括第一反射鏡4以及第二反射鏡5,第一反射鏡4以及第二反射鏡5位于擴束透鏡系統3的一端,且第二反射鏡5位于第一反射鏡 4的下方，第一反射鏡4與第一光軸A形成一個大于40°的夾角；第二反射鏡5與第一反射鏡4的光軸形成一個大于40°的夾角；并且第一反射鏡4以及第二反射鏡5的反射光以 24°的入射角入射到數字微鏡6的窗口上，這樣數字微鏡6的具體位置即可由此確定；而第一反射鏡4與第一光軸A形成得夾角，以及第二反射鏡5與第一反射鏡4的光軸形成夾角可以根據實際的需要進行調整。其中擴束透鏡系統3可以為雙遠心光學系統，也可以為其他結構光學系統，具體來說，在本實施例中擴束透鏡系統3包括依次設于第一光軸A上的第一正透鏡31、第二正透鏡32、第一負透鏡33、第三正透鏡34、第四正透鏡35。在材料選擇上，第一正透鏡31、第二正透鏡32、第一負透鏡33、第三正透鏡34以及第四正透鏡35為普通光學玻璃或耐輻照光學玻璃；作為進一步優選方案，第一正透鏡31、第二正透鏡32、第三正透鏡34以及第四正透鏡35為冕光學玻璃；第一負透鏡33為火石光學玻璃。在參數選擇上,在本專利技術中的擴束透鏡系統3的各個技術指標參數為(其中η代表光學折射率，R代表曲率半徑)第一正透鏡31I4<nl<1. 6-25 < Rl < -5-25 < R2 < -5，第二正透鏡32I4<n2<1. 635 < R3 < 15-60 < R4 < -40，第一負透鏡33I4<n3<1. 6-35 < R5 < -1545 < R6 < 25，第三正透鏡34I4<n4<1. 6-90 < R7 < -70-30 < R8 < -10，第四正透鏡35I4<n5<1. 6900 < R9 < 700-90 < RlO <-60而投影物鏡系統7可以為雙遠心光學系統，也可以為超低畸變光學系統，具體來說，在本實施例中投本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超低畸變勻光DMD數字投影光學系統，包括光源(1)，其特征在于：還包括勻光整形系統、數字微鏡(6)以及投影物鏡系統(7)，所述勻光整形系統包括導光棒(2)、擴束透鏡系統(3)以及反射鏡系統(8)，所述光源(1)、導光棒(2)以及擴束透鏡系統(3)依次設于第一光軸(A)上，所述數字微鏡(6)以及投影物鏡系統(7)依次設于位于擴束透鏡系統(3)一端的第二光軸(B)上，且所述第一光軸(A)與第二光軸(B)具有夾角；其中，所述光源(1)發出的光束經導光棒(2)以及擴束透鏡系統(3)后，通過反射鏡系統(8)反射至數字微鏡(6)上，所述數字微鏡(6)將反射的光束經投影物鏡系統(7)成像。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張旺，吳蔚，吳剛，
申請(專利權)人：長沙笑睿電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：