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研究生: 張子斌
Tz-Bin Chang
論文名稱: 雷射直寫灰階光罩之製作
指導教授: 張正陽
Jenq-Yang Chang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 光電科學與工程學系
Department of Optics and Photonics
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 52
中文關鍵詞: 灰階光罩
外文關鍵詞: Gray Level Mask, LDW Glass
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  • 繞射式光學元件為了要提昇效率,會將元件製作成多位階(Multiple Level)的形式。傳統的做法,會用多片不同的光罩,經過多次曝光、顯影與蝕刻的步驟,將元件製作出來。但這個過程過於繁複,容易造成製作上的困難與誤差。然而灰階光罩(Gray Level Mask)技術改進了製作方式。利用灰階光罩,只需一次的曝光、顯影與蝕刻步驟,即可做出高效率的繞射式光學元件。
    本研究討論了雷射直寫玻片(Laser Direct Write Glass,LDW Glass),這是一種利用雷射光束寫入灰階圖案的玻璃片,用來製作灰階光罩。
    於本論文中,用波長為442nm與532nm的雷射當作光源,以顯微鏡物鏡(NA=0.1、0.25、0.4)聚焦寫入玻片。量測了玻片之穿透率譜線以及不同顯微鏡物鏡之聚焦效果,最小光點大小約2µm。測試了雷射寫入光強、時間、速度與玻片穿透率之間的關係。製作出光柵之灰階光罩,並成功製作出表面起伏連續變化的閃耀式光柵。其中週期分別為46µm與15µm,品質因子(Quality Factor)為0.9與0.83。並以光學顯微鏡,電子式顯微鏡,原子力顯微鏡來觀測元件,加以印證灰階光罩技術的成果。


    誌 謝 I 論文摘要 II 目 錄 III 圖表索引 V 第一章 緒論 1 1-0前言 1 1-1灰階光罩的優點 1 1-2灰階光罩的種類 4 第二章 雷射直寫玻片 6 2-0 前言 6 2-1 雷射直寫玻片介紹 6 2-2 雷射直寫玻片之吸收譜線 8 2-3 顯微鏡物鏡與聚焦光點大小之關係 9 2-4 打點方式寫入玻片-TYPE1,TYPE2與GS11 12 2-4-1 實驗架設 12 2-4-2初期的實驗 13 2-5 劃線方式寫入玻片-TYPE1 17 2-5-1 劃線寫入實驗之架設 17 2-5-2 劃線寫入實驗 17 2-5-3 變速度劃線寫入實驗 20 2-5-4 繞射光柵之灰階光罩製作 21 2-6灰階光罩寫入機台簡介 24 2-6-1 機台之光路系統 24 2-6-2 機台之控制系統 25 2-7 劃線方式寫入玻片-GS11 26 2-7-1 劃線寫入玻片實驗之架設 26 2-7-2 劃線寫入實驗 27 2-7-3 閃耀式光柵之灰階光罩製作 30 第三章 繞射光柵 32 3-0 前言 32 3-1 閃耀式光柵簡介 32 3-2 光罩微影製程介紹 34 3-3 實驗結果 37 第四章 結論與未來展望 41 4-1 結論 41 4-2 未來展望 43 參考文獻 44

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