二元光學的組件設計技術與實現(xiàn)方法研究.pdf

1、通過分析二元光學元件應用、設計和加工工藝狀況，得到的基本結論是：
　　 二元光學元件的應用正在向與微電子、微機械系統(tǒng)集成化方向發(fā)展，而其設計理論和工藝方法還停留在單個元件的設計和加工層面。為適應二元光學元件集成化的發(fā)展需要，本文在二元光學元件系統(tǒng)設計方法、組件級設計算法理論，工藝加工方法、加工設備等方面展開研究。研究結果，為二元光學組件設計與實現(xiàn)打下了基礎，也為二元光學元件與微電子、微機械系統(tǒng)集成提出了一個研究方向。本文的主要工

2、作是：
　　 借鑒微電子技術設計思想，首次提出二元光學元件層次化系統(tǒng)設計的方案，包括：系統(tǒng)級設計、組件級設計、元件設計和元件工藝模型的建立，以適應二元光學元件集成化應用的需要。
　　 首次提出了二元光學組件橫向設計技術的概念和方法。這是一種組件級集成設計方法，其特點是：以元件實際應用時的狀態(tài)和位置為基礎，以多個二元光學元件（即組件）為對象進行的設計。這樣能避免通常以單個二元光學元件為對象設計，在集成應用時，由組裝帶來的對

3、位等調試誤差。
　　 基于光的標量衍射理論和夫瑯禾費近似的約束，推導出一種二元光學組件設計算法，并結合橫向設計技術，成功地設計出減法器組件，驗證了本文提出的二元光學組件橫向設計技術和組件設計算法。
　　 借鑒光固化快速成型工藝，首次提出了一種二元光學元件加工工藝-----橫向加法光固化成型工藝。對工藝誤差進行了分析和仿真，結果表明該工藝對工藝對準誤差不敏感。這一工藝不僅能支持橫向設計技術設計的組件加工，而且與微電子、微機

4、械加工工藝同屬加法工藝，具有良好的兼容性。
　　 采用虛擬數(shù)字掩模技術，研制出了二元光學元件加工設備。與常用的光固化成型設備比較，本設備不僅可控性能好，而且研發(fā)成本低。分析了設備系統(tǒng)誤差，以便在設計時考慮修正，提高元件加工精度。在該設備上制作出的光柵與傳統(tǒng)工藝在感光膠上制作的光柵進行比較，結果表明，本文提出的加工工藝方法可行，設備能滿足實驗要求。
　　 在系統(tǒng)設計中明確提出了二元光學元件工藝模型的建立概念。以菲涅爾透鏡工