差動像散離焦檢測技術(shù)研究.pdf

1、激光直寫機(jī)是制作衍射光學(xué)器件的關(guān)鍵設(shè)備，其系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)主要由H e-Cd激光器、聲光調(diào)制器、伺服控制系統(tǒng)、投影光刻物鏡、CCD攝像機(jī)、離焦檢測系統(tǒng)、控制計算機(jī)等單元構(gòu)成。離焦檢測系統(tǒng)是其中的核心單元之一，實時的為伺服控制系統(tǒng)提供工件表面離焦量，通過伺服控制系統(tǒng)的調(diào)整使直寫機(jī)的寫入光斑能夠精確聚焦于光刻膠表面，從而保證刻蝕質(zhì)量。
　　離焦檢測系統(tǒng)安裝在激光直寫頭上，被伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動后隨直寫頭一起移動，為了避免伺服機(jī)構(gòu)負(fù)載過大而產(chǎn)生慣

2、性作用影響系統(tǒng)動態(tài)工作特性，要求離焦檢測系統(tǒng)在體積和重量上都盡量小。課題“基于差動像散原理的離焦檢測傳感器”的目的在于設(shè)計一種高精度、小型化且實時性好的離焦測量傳感器。本文在分析現(xiàn)有離焦檢測方法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際應(yīng)用背景，確定了差動像散檢測的方案，從系統(tǒng)的整體設(shè)計入手，確定了關(guān)鍵環(huán)節(jié)——光路參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換、數(shù)字處理、測試系統(tǒng)軟件平臺的設(shè)計方案；根據(jù)激光束光學(xué)建立的差動像散法光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用ZEMAX和MATLAB進(jìn)

3、行了仿真分析，通過對比柱面鏡焦距、物鏡與柱面鏡之間的距離等不同光路參數(shù)對聚焦誤差信號（FES）的影響，設(shè)定了光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)；根據(jù)各個光學(xué)元器件的尺寸和仿真分析結(jié)果設(shè)計了小型化、高精度的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用膠接技術(shù)實現(xiàn)了機(jī)械組件的高精度安裝定位。對系統(tǒng)的硬件和軟件部分分別進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計以實現(xiàn)快速、高精度的信號處理。硬件部分主要是在實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化、信號調(diào)理和模擬濾波、AD轉(zhuǎn)換、CPLD協(xié)助DSP控制等功能。軟件部分主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通