[发明专利]一种利用相位衍射元件实现干法全息光刻方法及系统

权利要求书

1.一种相位衍射元件的优化方法，其特征在于，实现如下：

随机改变相位衍射元件输入面任一像素(x_n,y_n)的相位，即相位由0变为π或由π变为0，若相位衍射元件输出面全息图像的成本函数CF的数值减小，则更新像素(x_n,y_n)的相位，否则不更新像素(x_n,y_n)的相位；利用同样的成本函数CF优化相位衍射元件其他所有位置的相位，即得到优化后相位衍射元件的相位，从而完成相位衍射元件的优化。当输出面全息图像改变时，使用同样的相位衍射元件优化方法，相位衍射元件的相位也会发生相应改变；

所述相位衍射元件输出面全息图像的成本函数CF定义为CF＝RMSE+k·SD，式中RMSE为方均根误差，SD为标准差，式中，I_n为整个输出面全息图像上第n个像元处的强度，共有N个像素；为全息图像振幅为1区域的平均强度，I_m为全息图像区域第m个像元处的强度，共有M个像素；I_ideal为理想全息图像的强度；k为标准差SD的权重。

2.根据权利要求1所述的相位衍射元件的优化方法，其特征在于：所述k在0-3之间变动；当输出面全息图像整体尺寸小于输入面整体尺寸时，k的值相应较小，可在0-1之间变动。

3.一种利用相位衍射元件实现干法全息光刻方法，其特征在于：利用根据权利要求1所述的相位衍射元件优化方法得到相位掩膜，用于相位衍射元件加工，经过全息光刻及显影即实现相位衍射元件的干法全息光刻。

4.一种利用相位衍射元件实现干法全息光刻的系统，其特征在：所述系统的光路包括紫外光源、准直光路、采用权利要求1所述的优化后的相位衍射元件、光电开关和涂满光刻胶的基片以及电位移台；紫外光源输出的激光经过准直光路后，变为平行光束照射到相位衍射元件上，其中，在相位衍射元件前使用光电开关控制光刻曝光时间，平行光照射在相位衍射元件上会携带附加的位相信息，继续向前衍射传输，在设定的菲涅尔衍射区域形成全息图像，对电位移台上固定着匀上光刻胶的基片进行曝光，实现相位衍射元件的干法全息光刻。