| 目录 | 第1-10页 |
| 摘要 | 第10-12页 |
| ABSTRACT | 第12-15页 |
| 图表索引 | 第15-18页 |
| 专用术语与缩略词说明 | 第18-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-34页 |
| 1．1 研究背景及意义 | 第19-20页 |
| 1．2 二元光学器件设计理论的研究进展 | 第20-23页 |
| 1．2．1 基于标量衍射理论的设计方法 | 第20-22页 |
| 1．2．2 基于矢量衍射理论的设计方法 | 第22-23页 |
| 1．2．3 二元光学器件设计理论的发展趋势 | 第23页 |
| 1．3 二元光学器件灰度掩模制作方法的研究进展 | 第23-26页 |
| 1．3．1 灰度掩模法的基本原理 | 第24页 |
| 1．3．2 逐点直写灰度掩模 | 第24-25页 |
| 1．3．3 准灰度掩模 | 第25-26页 |
| 1．3．4 其他灰度掩模 | 第26页 |
| 1．4 二元光学器件激光直写技术的研究进展 | 第26-31页 |
| 1．4．1 激光直写原理 | 第27页 |
| 1．4．2 多种激光直写系统的基本原理 | 第27-31页 |
| 1．4．3 多种激光直写系统的比较 | 第31页 |
| 1．5 课题来源和论文的主要研究工作 | 第31-34页 |
| 1．5．1 问题提出和课题来源 | 第31-32页 |
| 1．5．2 本论文的主要研究工作 | 第32-34页 |
| 第二章 基于标量衍射理论的精细化设计 | 第34-60页 |
| 2．1 基尔霍夫标量衍射理论基础 | 第34-36页 |
| 2．1．1 基尔霍夫衍射公式 | 第34-35页 |
| 2．1．2 设计DOE的基尔霍夫衍射积分模型 | 第35页 |
| 2．1．3 设计DOE的菲涅耳衍射积分模型 | 第35-36页 |
| 2．1．4 设计DOE的夫琅和费衍射积分模型 | 第36页 |
| 2．2 精细化设计时输入平面的抽样原则 | 第36-41页 |
| 2．2．1 引言 | 第36页 |
| 2．2．2 输入平面光场振幅的频谱 | 第36-37页 |
| 2．2．3 衍射光学器件复振幅透过率的频谱 | 第37-40页 |
| 2．2．4 输入平面的近似抽样 | 第40-41页 |
| 2．3 精细化设计时输出平面的抽样原则 | 第41-43页 |
| 2．3．1 基于正向衍射变换的优化算法 | 第41-42页 |
| 2．3．2 基于正、逆向衍射变换的优化算法 | 第42-43页 |
| 2．4 精细化设计时变换函数的抽样原则 | 第43-47页 |
| 2．4．1 基尔霍夫衍射变换函数的抽样原则 | 第43-44页 |
| 2．4．2 菲涅耳衍射变换函数的抽样原则 | 第44-45页 |
| 2．4．3 夫琅和费衍射变换函数的抽样原则 | 第45页 |
| 2．4．4 引入折射聚焦元件后变换函数的抽样原则 | 第45-46页 |
| 2．4．5 变换函数的近似抽样 | 第46-47页 |
| 2．5 空间延拓分量的理论分析 | 第47-49页 |
| 2．5．1 传播过程的线性空间滤波特性 | 第47页 |
| 2．5．2 空间延拓分量的形成机理 | 第47-48页 |
| 2．5．3 空间延拓分量的无影响条件 | 第48-49页 |
| 2．6 精细化设计时抽样原则的仿真验证 | 第49-58页 |
| 2．6．1 设计实例的对象模型 | 第49-50页 |
| 2．6．2 性能评价参数的定义 | 第50-52页 |
| 2．6．3 空间延拓分量交叠现象的仿真验证 | 第52-54页 |
| 2．6．4 非抽样点上失真现象的仿真验证 | 第54-58页 |
| 2．7 精细化设计时的综合考虑 | 第58页 |
| 2．8 本章小结 | 第58-60页 |
| 第三章 杨-顾算法的推广及改进 | 第60-78页 |
| 3．1 杨-顾算法的基本原理 | 第60-61页 |
| 3．1．1 基本方程 | 第60页 |
| 3．1．2 基本迭代过程 | 第60-61页 |
| 3．2 利用二维杨-顾算法设计非对称结构衍射光学元件 | 第61-66页 |
| 3．2．1 数学模型的建立 | 第61-64页 |
| 3．2．2 迭代算法 | 第64-65页 |
| 3．2．3 设计结果 | 第65页 |
| 3．2．4 相关结论 | 第65-66页 |
| 3．3 杨-顾算法的加权改进 | 第66-76页 |
| 3．3．1 基本原理 | 第66-68页 |
| 3．3．2 收敛性证明 | 第68-70页 |
| 3．3．3 设计结果 | 第70-76页 |
| 3．3．4 相关结论 | 第76页 |
| 3．4 本章小结 | 第76-78页 |
| 第四章 衍射光学透镜的色散特性研究 | 第78-100页 |
| 4．1 引言 | 第78页 |
| 4．2 小数值孔径衍射光学透镜的色散特性 | 第78-85页 |
| 4．2．1 小数值孔径衍射透镜 | 第78-80页 |
| 4．2．2 小数值孔径谐衍射透镜 | 第80-82页 |
| 4．2．3 材料折射率随波长变化的经验公式 | 第82页 |
| 4．2．4 衍射透镜色散特性仿真分析 | 第82-83页 |
| 4．2．5 谐衍射透镜色散特性仿真分析 | 第83-84页 |
| 4．2．6 小数值孔径衍射或谐射透镜成立的近似条件 | 第84-85页 |
| 4．3 大数值孔径衍射光学透镜的设计公式 | 第85-87页 |
| 4．3．1 大数值孔径衍射透镜 | 第86页 |
| 4．3．2 大数值孔径谐衍射透镜 | 第86-87页 |
| 4．4 衍射及谐衍射透镜的焦平面和轴向光强分布 | 第87-90页 |
| 4．4．1 衍射透镜的焦平面和轴向光强分布 | 第87页 |
| 4．4．2 谐衍射透镜的焦平面和轴向光强分布 | 第87-90页 |
| 4．4．3 相关结论 | 第90页 |
| 4．5 二元亚波长微透镜的FDTD分析 | 第90-97页 |
| 4．5．1 旋转体时域有限差分法的理论基础 | 第90-94页 |
| 4．5．2 二元亚波长微透镜的设计 | 第94-95页 |
| 4．5．3 用BOR FDTD法分析二元亚波长微透镜的聚焦特性 | 第95-97页 |
| 4．6 纯衍射消色差分束组合器件 | 第97-99页 |
| 4．7 本章小结 | 第99-100页 |
| 第五章 高衍射效率亚波长Dammann光栅的设计 | 第100-111页 |
| 5．1 引言 | 第100页 |
| 5．2 严格耦合波分析的理论基础 | 第100-103页 |
| 5．3 亚波长Dammann光栅的设计 | 第103-105页 |
| 5．3．1 亚波长Dammann光栅的结构 | 第103-104页 |
| 5．3．2 相位突变点的优化设计 | 第104-105页 |
| 5．4 亚波长Dammann光栅的设计结果及分析 | 第105-110页 |
| 5．4．1 优化设计结果 | 第106-107页 |
| 5．4．2 与传统Dammann光栅的比较 | 第107-108页 |
| 5．4．3 TE、TM偏振的衍射谱分布 | 第108页 |
| 5．4．4 亚波长Dammann光栅周期的唯一性 | 第108-109页 |
| 5．4．5 制作精度对衍射效率和光强均匀性的影响 | 第109-110页 |
| 5．5 本章小结 | 第110-111页 |
| 第六章 灰度掩模并行制作系统及关键技术研究 | 第111-132页 |
| 6．1 引言 | 第111页 |
| 6．2 灰度掩模并行制作系统的总体方案 | 第111-114页 |
| 6．2．1 主要技术指标 | 第111-112页 |
| 6．2．2 系统的总体布局 | 第112页 |
| 6．2．3 系统的控制流程 | 第112-114页 |
| 6．2．4 制作二元光学器件的后续过程 | 第114页 |
| 6．3 灰度掩模并行制作样机系统的单元技术 | 第114-120页 |
| 6．3．1 光源 | 第114-115页 |
| 6．3．2 空间光调制器 | 第115-116页 |
| 6．3．3 精缩投影物镜 | 第116-117页 |
| 6．3．4 二维气浮平台 | 第117-118页 |
| 6．3．5 图形生成软件 | 第118-120页 |
| 6．4 灰度掩模等级精度的精确控制模型 | 第120-124页 |
| 6．4．1 曝光曲线的线性近似模型 | 第120-121页 |
| 6．4．2 灰度掩模强度透过率的线性近似模型 | 第121-123页 |
| 6．4．3 掩模灰度等级的控制策略 | 第123-124页 |
| 6．4．4 非线性效应对掩模灰度等级的影响 | 第124页 |
| 6．5 灰度掩模的制作工艺 | 第124-127页 |
| 6．5．1 曝光处理 | 第124-125页 |
| 6．5．2 显影处理 | 第125-126页 |
| 6．5．3 停显处理 | 第126页 |
| 6．5．4 定影处理 | 第126页 |
| 6．5．5 水洗处理 | 第126-127页 |
| 6．5．6 干燥处理 | 第127页 |
| 6．6 系统性能分析及实验结果 | 第127-130页 |
| 6．6．1 系统性能分析 | 第127页 |
| 6．6．2 实验结果 | 第127-130页 |
| 6．6．3 初步误差分析 | 第130页 |
| 6．7 本章小结 | 第130-132页 |
| 第七章 二元光学器件并行直写系统及关键技术研究 | 第132-157页 |
| 7．1 引言 | 第132-133页 |
| 7．2 二元光学器件并行直写系统的总体方案 | 第133-137页 |
| 7．2．1 主要技术指标 | 第133页 |
| 7．2．2 系统的总体布局 | 第133-134页 |
| 7．2．3 系统的控制流程 | 第134页 |
| 7．2．4 二元光学器件并行直写光刻工艺流程 | 第134-137页 |
| 7．3 电寻址空间光调制器“黑栅”效应的消除方法 | 第137-141页 |
| 7．3．1 空间光调制器的像素结构 | 第137-138页 |
| 7．3．2 利用微透镜阵列消除“黑栅”效应 | 第138-139页 |
| 7．3．3 利用光束整形器件阵列消除“黑栅”效应 | 第139-140页 |
| 7．3．4 两种方法的异同 | 第140-141页 |
| 7．3．5 本节小结 | 第141页 |
| 7．4 光学子系统的理论建模和仿真研究 | 第141-147页 |
| 7．4．1 光学子系统的成像模型 | 第141-144页 |
| 7．4．2 空间滤波器尺寸的确定 | 第144页 |
| 7．4．3 仿真研究结果 | 第144-146页 |
| 7．4．4 相关结论 | 第146-147页 |
| 7．5 多台阶或连续浮雕结构器件在光刻胶上的面形控制研究 | 第147-151页 |
| 7．5．1 光刻物理过程及留膜率曲线 | 第147-148页 |
| 7．5．2 光刻胶上的面形控制模型 | 第148-150页 |
| 7．5．3 光刻胶上的面形控制策略 | 第150-151页 |
| 7．5．4 基片上的面形控制策略 | 第151页 |
| 7．6 系统性能分析及初步实验结果 | 第151-155页 |
| 7．6．1 系统性能分析 | 第151-152页 |
| 7．6．2 实验材料及工艺参数 | 第152页 |
| 7．6．3 初步实验结果 | 第152-155页 |
| 7．7 本章小结 | 第155-157页 |
| 第八章 结论与展望 | 第157-160页 |
| 8．1 全文研究总结 | 第157-159页 |
| 8．2 研究展望 | 第159-160页 |
| 致谢 | 第160-161页 |
| 参考文献 | 第161-178页 |
| 作者在攻读博士学位期间发表的论文及获得的成果 | 第178-180页 |
| 附录A 衍射及谐衍射透镜透过率函数级数和形式的推导 | 第180-183页 |
| 附录B PML有耗媒质中Maxwell旋度方程及中心差分形式 | 第183-185页 |
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