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超表面器件制备测试一体化系统、超表面器件制备方法技术方案

技术编号:43345285 阅读:4 留言:0更新日期:2024-11-15 20:42
本发明专利技术公开了一种超表面器件制备测试一体化系统、超表面器件制备方法及电子设备,属于超表面器件制备技术领域,该系统包括激光直写模块、检测光源模块和功能测试收集模块;激光直写模块用于基于超表面器件的直写版图向样品发射直写激光;检测光源模块用于基于超表面器件的功能向样品发射检测光;功能测试收集模块用于基于透过样品的检测光获取样品参数,并基于样品参数调整激光直写模块的直写参数。该系统将超表面器件的功能测试和激光直写融为一体,可在激光直写超表面初步加工完成后,进行原位功能测试,测试结果反馈给激光直写模块,对样品进行快速的加工迭代,能够显著优化超表面器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超表面器件制备,具体涉及一种超表面器件制备测试一体化系统、超表面器件制备方法及电子设备。


技术介绍

1、超表面,是由具有亚波长尺寸的超原子结构组成的二维平面阵列,和入射光具有高效的相互作用,能够在很小的尺寸范围内对电磁波进行操控和调制等,为微观尺度的电磁波操控提供一种有效的途径。通过设计基本单元的材料性质、几何形状、结构参数以及排列方式等,可以实现电磁波相位、振幅以及偏振的有效操控,构建各种超薄的光学元件,例如四分之一波片、二分之一波片、超透镜以及光偏转器等。相较于传统的光学器件,超表面利用表面的亚波长结构,能够更加灵活的操控电磁波,易于器件的小型化和集成化,使光学元件在尺寸、重量以及功率等方面具有更大的发展潜力,为实现新型紧凑型的平面光学器件提供了一种全新的方案。

2、激光直写技术是一种将激光光束会聚成极小的光点,对光敏或热敏薄膜材料进行作用,在计算机的控制下有规律的移动样品或改变激光照射位置,直接在样品表面生成微纳图形的技术。相对于其他微纳加工手段,具有成本低、加工周期短、使用灵活、环境要求低等诸多优点。激光直写技术在微电子、集成光学、微机电系统、混合集成电路、微博集成电路制作方面获得广泛应用,是一种具有广阔发展前景的实用技术。

3、现阶段激光直写系统的研究主要集中在对系统本身,比如进一步提高刻写精度和速度,但是对于激光直写完成的样品是否达到预期效果,在激光直写系统中并没有功能性质的检测。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种超表面器件制备测试一体化系统、超表面器件制备方法及电子设备以解决激光直写制备的超表面器件存在缺陷的问题。

2、根据本专利技术实施例的第一方面,提供了一种超表面器件制备测试一体化系统,包括激光直写模块、检测光源模块和功能测试收集模块;

3、所述激光直写模块用于基于超表面器件的直写版图向样品发射直写激光;

4、所述检测光源模块用于基于所述超表面器件的功能向所述样品原位发射检测光;

5、所述功能测试收集模块用于基于透过所述样品的所述检测光获取样品参数,并基于所述样品参数调整所述激光直写模块的直写参数。

6、在本专利技术的一些可选实施例中,还包括物镜组;

7、所述物镜组包括第一位移台、物镜转换器和至少两个放大倍数不同的物镜;

8、所述物镜转换器设置在所述第一位移台上,所述物镜设置在所述物镜转换器上,所述物镜转换器用于切换位于所述直写激光光路上的所述物镜;

9、所述第一位移台用于沿所述直写激光的光路方向移动所述物镜。

10、在本专利技术的一些可选实施例中,还包括分光器b;

11、所述直写激光经过所述分光器b反射后经过所述物镜射入所述样品;

12、所述检测光依次透过所述样品、所述物镜和所述分光器b射入所述功能测试收集模块。

13、在本专利技术的一些可选实施例中,所述功能测试收集模块包括透镜c和探测器;

14、所述检测光依次透过所述样品、所述物镜、所述分光器b和所述透镜c进入所述探测器;

15、所述物镜转换器用于切换位于所述检测光光路上的所述物镜以使所述探测器能够观测所述样品的全貌;

16、所述第一位移台用于在光传播方向上移动所述物镜,以使所述样品位于所述物镜的焦平面。

17、在进行超表面功能检测中,所述第一位移台用于在光传播方向上移动所述物镜,以检测距离所述样品不同位置处的光场信息。在本专利技术的一些可选实施例中,还包括第二位移台;

18、所述第二位移台包括三维移动底座和样品支撑台;

19、所述样品支撑台设置在所述三维移动底座上,所述样品支撑台设有镂空区域,所述样品的直写区域位于所述镂空区域内;

20、所述样品支撑在所述样品支撑台上,所述样品支撑台下方设有反射镜,所述检测光经过所述反射镜反射后进入所述样品。

21、在本专利技术的一些可选实施例中,所述样品支撑台包括平板和支撑所述平板的四个支撑杆;

22、所述镂空区域设置在所述平板上,所述镂空区域为圆形,所述镂空区域的直径小于所述样品的边长。

23、在本专利技术的一些可选实施例中,所述检测光源模块包括激光器、扩束准直器、分光器a、空间光调制器、透镜a和透镜b;

24、所述激光器用于发出原始激光,所述原始激光经过所述扩束准直器,扩束为平行光,所述平行光经过所述分光器a反射后进入所述空间光调制器;

25、所述空间光调制器基于所述超表面器件的功能对所述平行光进行调制得到所述检测光,所述检测光依次透过所述分光器a、所述透镜a和所述透镜b进入所述样品。

26、在本专利技术的一些可选实施例中,所述空间光调制器通过加载相位分布或振幅分布,对经其反射的光场进行调制,以对所述检测光加载图案信息。

27、在本专利技术的一些可选实施例中,所述样品包括衬底和覆盖在所述衬底上的相变材料层。

28、根据本专利技术实施例的第二方面,提供一种超表面器件制备方法,通过上述任一实施例所述的一种超表面器件制备测试一体化系统执行,包括:

29、所述激光直写模块基于直写版图对所述样品进行初步加工;

30、所述检测光源模块向所述样品发射检测光;

31、所述功能测试收集模块用于基于透过所述样品的所述检测光获取样品参数,并基于所述样品参数调整所述激光直写模块的直写参数;

32、所述激光直写模块对所述样品进行进一步加工得到所述超表面器件。

33、根据本专利技术实施例的第三方面,提供一种电子设备,该电子设备可以包括:

34、处理器;

35、用于存储处理器可执行指令的存储器;

36、其中,处理器被配置为执行指令,以实现如第一方面的任一项实施例中所述的超表面器件制备方法。

37、本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果:

38、本专利技术实施例提供一种超表面器件制备测试一体化系统,将检测光源模块和功能测试收集模块与激光直写模块集成,使得超表面器件的功能测试和激光直写融为一体,可在激光直写超表面初步加工完成后,进行原位功能测试,测试结果反馈给激光直写模块,对样品进行快速的加工迭代,能够显著优化超表面器件的性能。

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【技术保护点】

1.一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,包括激光直写模块(101)、检测光源模块(102)和功能测试收集模块(103);

2.根据权利要求1所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,还包括物镜组(10);

3.根据权利要求2所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,还包括分光器B(11);

4.根据权利要求3所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,所述功能测试收集模块(103)包括透镜C(12)和探测器(13);

5.根据权利要求1所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,还包括第二位移台(8);

6.根据权利要求5所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,所述样品支撑台(9)包括平板和支撑所述平板的四个支撑杆;

7.根据权利要求1所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,所述检测光源模块(102)包括激光器(1)、扩束准直器(2)、分光器A(3)、空间光调制器(4)、透镜A(5)和透镜B(6);

8.根据权利要求7所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,所述空间光调制器(4)通过加载相位分布或振幅分布,对经其反射的光场进行调制,以对所述检测光加载图案信息。

9.根据权利要求1所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,所述样品包括衬底和覆盖在所述衬底上的相变材料层。

10.一种超表面器件制备方法,其特征在于,通过权利要求1-9任一项所述的一种超表面器件制备测试一体化系统执行,包括:

11.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器,存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求10所述的一种超表面器件制备方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,包括激光直写模块(101)、检测光源模块(102)和功能测试收集模块(103);

2.根据权利要求1所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,还包括物镜组(10);

3.根据权利要求2所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,还包括分光器b(11);

4.根据权利要求3所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,所述功能测试收集模块(103)包括透镜c(12)和探测器(13);

5.根据权利要求1所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,还包括第二位移台(8);

6.根据权利要求5所述的一种超表面器件制备测试一体化系统,其特征在于,所述样品支撑台(9)包括平板和支撑所述平板的四个支撑杆;

7.根据权利要求1所述的一种超表面器件制备测试...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛秉慧董星辰范静涛
申请(专利权)人:启元实验室
类型:发明
国别省市:

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