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灰度光刻是制作微光學(xué)元件的基本技術(shù)之一
在計算成像領(lǐng)域中有一個重要的分支，即光場成像。而光場成像中的核心光學(xué)元件，即為微透鏡陣列。其材質(zhì)為透明玻璃，表面刻有很多微小的透鏡，組成陣列結(jié)構(gòu)，用來成像。目前比較成熟的制作石英微透鏡的工藝是光刻膠制作圖形配合刻蝕的方法，但該方法存在著各種各樣的問題。
常用的光刻膠制作圖形配合刻蝕的方法在透鏡的設(shè)計時需通過掩膜板圖形確定，無法自由調(diào)節(jié)，且成本高，周期長。
不僅如此，由于光刻工藝是制作二維圖形的工藝，對于制作的透鏡的三維形貌無法直接控制。成像的分辨率極大地受到限制。同時，通過加熱控制的透鏡陣列的均勻性也無法保證，成品率和重復(fù)率都會受到影響。
傳統(tǒng)工藝對于光刻膠的要求很高（需對紫外光光敏、加熱成拱形、能對抗氬離子刻蝕等），只有特殊的光刻膠才能同時滿足這些需求，嚴重限制了光刻膠選擇范圍。
灰度光刻是一種可以制作準三維浮雕結(jié)構(gòu)的光學(xué)曝光技術(shù)，能夠產(chǎn)生曲面的光刻膠剖面，是制作微光學(xué)元件的基本技術(shù)之一，隨著技術(shù)的進步，灰度光刻的應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛。
通常在灰度光刻時，直寫機臺會根據(jù)灰度值與光強之間的映射表，將采用灰階表示深度信息的設(shè)計圖像利用激光光刻在光刻膠上。但是，在灰度光刻制程中由于激光穿過光刻膠時會產(chǎn)生損耗，即光刻膠越厚，其接收到的激光能量越弱，最終會導(dǎo)致制作灰階的形貌變差。因此我們需要對灰度曝光的激光光強與灰度值之間的映射關(guān)系進行矯正，使最終形成的刻蝕圖像能夠與設(shè)計圖像更加接近。
灰度光刻的關(guān)鍵是在高速掃描下使激光功率調(diào)制和動態(tài)聚焦定位達到精準同步，這種智能方法能夠輕松控制每個掃描平面的體素大小，并在不影響速度的情況下，使得樣品精密部件能具有出色的形狀精度和超光滑表面。該技術(shù)將灰度光刻的性能與雙光子聚合的精確性和靈活性結(jié)合，使其同時具備高速打印，*設(shè)計自由度和超高精度的特點。從而滿足了端復(fù)雜增材制造對于優(yōu)異形狀精度和光滑表面的*要求。