一种平顶光斑整形元件制备方法、元件和激光加工设备技术

本发明专利技术公开了一种平顶光斑整形元件制备方法、元件和激光加工设备，该方法包括：根据光强描述模型和模拟退火优化算法，得到圆形达曼光栅元件的光栅结构参数；根据所述光栅结构参数，生成光刻掩模版文件；根据所述光刻掩模版文件对石英基片上的光刻胶进行加工处理，以得到与所述光刻掩模版文件对应的光刻胶图案；将所述光刻胶图案转移到石英片上；去除所述石英片上多余的光刻胶，以得到平顶光斑整形元件。如此，可以利用圆形达曼光栅元件实现平顶光斑整形元件的制备，进而可以通过用圆形达曼光栅结构去实现平顶光束的整形，可靠性高，便于生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
一种平顶光斑整形元件制备方法、元件和激光加工设备


[0001]本专利技术涉及激光加工
，具体涉及一种平顶光斑整形元件制备方法、元件和激光加工设备。

技术介绍

[0002]目前，在激光微加工行业，对光斑能量分布提出了越来越高的要求，传统的高斯光束其能量分布中心能量高边缘能量低，在处理诸如太阳能电池板，薄膜等材料时，很容易伤及基底材料，给生产造成损失。因此，圆形平顶光斑在激光微加工行业当中需求日益凸显。
[0003]因此能够产生圆形平顶光斑的圆形达曼光栅元件的制备是急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种平顶光斑整形元件制备方法，以解决现有技术中的上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供一种平顶光斑整形元件制备方法，包括：
[0007]根据光强描述模型和模拟退火优化算法，得到圆形达曼光栅元件的光栅结构参数；
[0008]根据所述光栅结构参数，生成光刻掩模版文件；
[0009]根据所述光刻掩模版文件对石英基片上的光刻胶进行加工处理，以得到与所述光刻掩模版文件对应的光刻胶图案；
[0010]将所述光刻胶图案转移到石英片上；
[0011]去除所述石英片上多余的光刻胶，以得到平顶光斑整形元件。
[0012]进一步地，所述光栅结构参数包括所述圆形达曼光栅元件的归一化半径，所述根据光强描述模型和模拟退火优化算法，得到圆形达曼光栅元件的光栅结构参数，包括：
[0013]构建以下光强描述模型：
[0014][0015]式中，J1(*)为一阶第一类贝塞尔函数；R为圆形达曼光栅调制半径，f为聚焦镜焦距，λ为入射光波长，ρ为目标场横坐标；
[0016]在φ0＝π的情况下，根据公式(1)和模拟退火优化算法算出圆形达曼光栅元件的归一化半径。
[0017]进一步地，所述归一化半径为[0，0.84，1]，二值相位分别为0和π。
[0018]进一步地，所述根据所述光栅结构参数，生成光刻掩模版文件，包括：
[0019]根据所述光栅结构参数，画出对应光刻加工的GDS文件；
[0020]根据所述GDS文件，生成所述光刻掩模版文件。
[0021]进一步地，所述根据所述光刻掩模版文件对石英基片上的光刻胶进行加工处理，以得到与所述光刻掩模版文件对应的光刻胶图案，包括：
[0022]根据所述光刻掩模版文件对石英基片上的光刻胶进行曝光、显影和定影，以得到所述光刻胶图案。
[0023]进一步地，所述根据所述光刻掩模版文件对石英基片上的光刻胶进行加工处理，以得到与所述光刻掩模版文件对应的光刻胶图案，还包括：
[0024]使用金属铬和金属镍作为后续刻蚀工艺的掩膜。
[0025]进一步地，所述将所述光刻胶图案转移到石英片上，包括：
[0026]利用干法刻蚀工艺将所述光刻胶图案转移到石英片上。
[0027]进一步地，所述干法刻蚀工艺包括反应离子束刻蚀，离子束刻蚀，电感耦合等离子反应离子束刻蚀。
[0028]进一步地，所述去除所述石英片上多余的光刻胶，包括：
[0029]使用无机酸和硫酸双氧水去除所述石英片上多余的光刻胶。
[0030]本专利技术第二方面提供一种平顶光斑整形元件，所述平顶光斑整形元件基于本专利技术第一方面所提供的方法制成。
[0031]本专利技术第三方面提供一种激光加工设备，包括本专利技术第二方面所提供的平顶光斑整形元件。
[0032]通过本专利技术的方案，可以利用圆形达曼光栅元件实现平顶光斑整形元件的制备，进而可以通过用圆形达曼光栅结构去实现平顶光束的整形，可靠性高，便于生产。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0034]本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0035]图1为本专利技术一些实施例提供的一种平顶光斑整形元件制备方法的流程图。
[0036]图2为本专利技术一些实施例提供的N环二值相位圆形达曼光栅结构。
[0037]图3为本专利技术一些实施例提供的一种平顶光斑整形元件的光路结构图。
[0038]图4为本专利技术一些实施例提供的有圆形达曼光栅的衍射场光强分布图。
[0039]图5为本专利技术一些实施例提供的无圆形达曼光栅的衍射场光强分布图。
具体实施方式
[0040]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一
部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]如图1所示，本专利技术第一方面实施例中的一种平顶光斑整形元件制备方法，包括步骤S11至步骤S15。
[0042]具体来说，在步骤S11中，根据光强描述模型和模拟退火优化算法，得到圆形达曼光栅元件的光栅结构参数；
[0043]在步骤S12中，根据光栅结构参数，生成光刻掩模版文件；
[0044]在步骤S13中，根据光刻掩模版文件对石英基片上的光刻胶进行加工处理，以得到与光刻掩模版文件对应的光刻胶图案；
[0045]在步骤S14中，将光刻胶图案转移到石英片上；
[0046]在步骤S15中，去除石英片上多余的光刻胶，以得到平顶光斑整形元件。
[0047]本方案中，可以利用圆形达曼光栅元件实现平顶光斑整形元件的制备，进而可以通过用圆形达曼光栅结构去实现平顶光束的整形，可靠性高，便于生产。
[0048]可选地，图2示出了N环二值相位圆形达曼光栅结构(r
i
(i＝1,2,
……
,N)为各环归一化半径)。夫琅禾费衍射场光路结构如图3所示。图3中聚焦镜焦距为f，圆形达曼光栅的二值相位分别为φ0和0。光栅结构参数包括圆形达曼光栅元件的归一化半径，根据光强描述模型和模拟退火优化算法，得到圆形达曼光栅元件的光栅结构参数，可以包括：
[0049]基于夫琅禾费衍射场构建以下光强描述模型：
[0050][0051]其中，强度场为I＝|E(ζ)|2。
[0052]式中，J1(*)为一阶第一类贝塞尔函数；R为圆形达曼光栅调制半径(入射光斑半径)，f为聚焦镜焦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平顶光斑整形元件制备方法，其特征在于，包括：根据光强描述模型和模拟退火优化算法，得到圆形达曼光栅元件的光栅结构参数；根据所述光栅结构参数，生成光刻掩模版文件；根据所述光刻掩模版文件对石英基片上的光刻胶进行加工处理，以得到与所述光刻掩模版文件对应的光刻胶图案；将所述光刻胶图案转移到石英片上；去除所述石英片上多余的光刻胶，以得到平顶光斑整形元件。2.根据权利要求1所述的平顶光斑整形元件制备方法，其特征在于，所述光栅结构参数包括所述圆形达曼光栅元件的归一化半径，所述根据光强描述模型和模拟退火优化算法，得到圆形达曼光栅元件的光栅结构参数，包括：构建以下光强描述模型：式中，J1(*)为一阶第一类贝塞尔函数；R为圆形达曼光栅调制半径，f为聚焦镜焦距，λ为入射光波长，ρ为目标场横坐标；在φ0＝π的情况下，根据公式(1)和模拟退火优化算法算出圆形达曼光栅元件的归一化半径。3.根据权利要求2所述的平顶光斑整形元件制备方法，其特征在于，所述归一化半径为[0，0.84，1]，二值相位分别为0和π。4.根据权利要求1所述的平顶光斑整形元件制备方法，其特征在于，所述根据所述光栅结构参数，生成光刻掩模版文件，包括：根据所述光栅结构参数，画出对...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亦超，赵彩霞，
申请(专利权)人：北京润和微光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：