什么是衍射光學元件？
瀏覽次數(shù)：462 發(fā)布于：2023-04-16
在許多平板顯示工藝中，有源屏幕層通常非常薄，使得加工極具挑戰(zhàn)性。為了解決這個問題，屏幕層通常用一種特殊的粘合劑粘合到載體晶片上，以便于進行加工。在經(jīng)過粘合和處理之后，必須通過化學/機械工藝或者越來越普遍的激光剝離技術(shù)將有源層從載體晶片上剝離。
與其他方法相比，激光紫外剝離更加清潔、更經(jīng)濟、更環(huán)保，正迅速成為平板顯示器生產(chǎn)中優(yōu)先的剝離方法。通常，在不損壞屏幕層的情況下，在晶片上掃描出一條細長的紫外激光能量線，以實現(xiàn)高速率和良好的剝離均勻性。這條線的厚度為20-50 μm，長度為100 mm以上，需要使用大型圓柱形光學元件，因為這種光學元件難以生產(chǎn)、安裝和對齊。
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在許多平板顯示工藝中，有源屏幕層通常非常薄，使得加工極具挑戰(zhàn)性。為了解決這個問題，屏幕層通常用一種特殊的粘合劑粘合到載體晶片上，以便于進行加工。在經(jīng)過粘合和處理之后，必須通過化學/機械工藝或者越來越普遍的激光剝離技術(shù)將有源層從載體晶片上剝離。
與其他方法相比，激光紫外剝離更加清潔、更經(jīng)濟、更環(huán)保，正迅速成為平板顯示器生產(chǎn)中優(yōu)先的剝離方法。通常，在不損壞屏幕層的情況下，在晶片上掃描出一條細長的紫外激光能量線，以實現(xiàn)高速率和良好的剝離均勻性。這條線的厚度為20-50 μm，長度為100 mm以上，需要使用大型圓柱形光學元件，因為這種光學元件難以生產(chǎn)、安裝和對齊。
通過使用單個定制衍射光學元件（DOE）的替代方法可以與單模紫外激光器和標準F-theta掃描透鏡結(jié)合使用，以在長達100 mm的線上生成統(tǒng)一的集成強度掃描線。在我們深入研究這一點之前，先講一些衍射光學元件的基礎(chǔ)知識以及它們是如何產(chǎn)生的。
衍射光學元件是一種透射式相位掩模，它可以對通過它的激光的波前施加任意相位。這一相位改變了激光遠場的光束強度，使衍射光學元件（通常稱為衍射透鏡）能夠?qū)馐M行整形或分束。定制的衍射光學元件可以設(shè)計成在系統(tǒng)的焦點（即遠場）處提供任何期望的強度分布，例如，包括分束和平頂線成形功能的組合。
衍射光學元件的市場非常多樣化，因為它們用于許多激光應(yīng)用，例如材料加工、美容醫(yī)學、計量學、AR/VR等。
衍射光學元件的設(shè)計采用先進的計算機輔助方法，例如迭代傅里葉變換法，優(yōu)化定制衍射光學元件的相位，從而產(chǎn)生所需的強度分布。在相位設(shè)計之后，通過半導(dǎo)體方法生產(chǎn)定制的衍射光學元件，其中相位輪廓被光刻寫入和蝕刻。
生產(chǎn)完成后，必須對工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的衍射光學元件進行單獨測試，以驗證其性能。因為它們通常用于高價值、高功率的激光系統(tǒng)，其中不合格的元件可能會損壞其他系統(tǒng)的組件。該測試通過光學和地形構(gòu)造兩種方式進行（以驗證產(chǎn)生的相位是否符合計劃）。
定制衍射光學元件作為配置柱形光學元件的剝離直線發(fā)生器
通過使用定制的衍射光學元件和F-theta聚焦透鏡，可以產(chǎn)生高度均勻的平頂紫外線。但是，制造公差限制了衍射光學元件光束整形器的角度，因此對于所有市售的掃描透鏡，這樣的線不超過20 mm長。克服這一限制的有效方法是添加另一個衍射光學元件，衍射分束器，以微小的角度旋轉(zhuǎn)，使得分割線以類似階梯的方式排列，通過旋轉(zhuǎn)角度控制重疊。
通過調(diào)整定制衍射光學元件的旋轉(zhuǎn)，可以精確地控制拼接，從而在F-theta的整個視場上產(chǎn)生均勻的掃描線，即大于100 mm的范圍。
帶有單個定制 DOE 和 F-theta 透鏡的激光剝離線的階梯式概念
一旦找到正確的角度，這兩種衍射光學元件就可以在設(shè)計中組合成一個單獨的定制衍射光學元件，從而產(chǎn)生線形階梯。因此，可以通過使用單模UV激光器、單個衍射光學元件和F-theta透鏡來生成100 mm的高均勻度線，而無需大型高質(zhì)量的圓柱形光學元件和變形系統(tǒng)。
答：激光剝離是一種工藝，通過向載體晶片施加高激光強度的激光紫外線，將薄層從載體晶片上分離出來，通常形狀為長度達到100 mm或以上，厚度為（< 50 μm）的更長的細線，需要大型柱面透鏡。
答：通過使用具有線光束成形器和多點衍射分束器的單模紫外激光器，并使用標準F-theta透鏡聚焦所得光束，可能產(chǎn)生超過100 mm長度和衍射受限厚度的拼接線，而無需任何柱面光學元件。一旦找到實現(xiàn)拼接的正確旋轉(zhuǎn)，這兩個衍射光學元件就可以組合成一個單一的定制衍射光學元件。
答：激光剝離衍射光學元件是一種透明窗口片狀的光學元件，通過在不同區(qū)域產(chǎn)生可變延遲來控制激光束的相位。這是通過在衍射光學元件表面的不同點將玻璃蝕刻到不同的高度來實現(xiàn)的。
問：如何設(shè)計、生產(chǎn)和測試DOE？
答：每個定制衍射光學元件的設(shè)計都是使用基于計算機的工具完成的，這些工具定義了較佳相位輪廓，并考慮了生產(chǎn)公差。然后使用半導(dǎo)體方法產(chǎn)生相位，并且使用自動光學設(shè)置以及拓撲測量來測試該元件。
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