405nm高速激光直写光刻系统：提升精度与效率

本文主要介绍了针对早期激光直写装置存在的刻写速度慢和功能不完善的问题，设计并研发了一套小型激光直写光刻系统。该系统的关键创新在于以下几个方面： 1. 光源选择：采用了波长为405纳米的单横模半导体激光器，这种激光器具有高速模拟调制的能力，使得刻写过程更为高效，克服了原有系统的低速问题。 2. 系统结构：新设计的系统结构更加简单紧凑，这不仅降低了体积，还便于集成和维护，提升了整体系统的便携性和实用性。 3. 运动控制：通过采用正弦振荡模式来控制纳米平台的运动，显著提高了刻写速度，使得刻写过程的时间显著缩短。 4. 功能增强：系统增加了刻写光源功率校正功能，能够精确调整激光强度，确保刻写质量。此外，还配备了基于互补金属氧化物半导体（CMOS）相机的样品观察功能，方便实时监控刻写过程，以及蓝光共聚焦成像功能，提高图像清晰度。 5. 光路管理：通过记忆调焦数据，系统能智能地处理蓝光、辅助聚焦红光和样品观察绿光三束光的切换，实现了它们的同步工作且互不干扰，进一步提升了工作效率。 6. 应用场景：经过实验验证，该小型激光直写光刻系统能够在光敏薄膜材料上进行多样化的操作，包括打点、刻画矢量和标量图形，刻写范围达到200微米乘以200微米，最短刻写时间仅需100秒，而且刻写分辨率可达250纳米，性能表现优秀。 这套系统集成了先进的激光技术和LabVIEW（一种强大的数据采集与视觉化软件）自动化控制，实现了光刻工艺的高效、精确和智能化，对于科学研究和工业应用具有重要意义。它的出现不仅解决了现有激光直写设备的不足，也为未来小型化、高速度、高质量的光刻技术发展提供了新的可能。