1、微機電系統(tǒng)是伴隨納米加工技術發(fā)展起來的新型科技，在微納米加工的這項新型的技術應用的過程中，利用激光的特點進行加工，會有很多的特點，為加工更小的微型器件，提供了新的方法。比如說在利用激光進行的利用掩膜版進行的光刻和利用激光的特點進行直寫實驗過程中，激光系統(tǒng)的能量輸入掩模面，在輸出面上能量分布均勻是否，這都將影響到輸出面上的光的能量的分布，這樣在加工的過程中，能量的均勻分布的特性，就會影響加工制作元件的質(zhì)量。因為激光光束的振幅在橫向上呈高斯

2、分布，能量并非均勻分布這個原因，這就需要把高斯光束整形為能量均勻分布的平頂光束，因此曝光系統(tǒng)中光能分布均勻性是很重要的。
　　 本文在分析現(xiàn)在常用的幾種激光整形的方法后，針對實驗室內(nèi)的脈沖半導體固體激光器的特點和實際用途，提出以二元光學理論為基礎，利用實驗室微納米器件的加工技術，設計并且制作了脈沖半導體固體激光的波面整形的陣列位相環(huán)勻光片。
　　 論文首先從理論上證明了二元光學元件的衍射效率，在此基礎上，說明對激光波面的

3、整形作用設計的關鍵就是利用相位恢復進行設計的問題。在此思想基礎上，利用GS算法，對設計進行分析和優(yōu)化，在設計的初期，首先利用MATLAB軟件進行模擬實驗，模擬入射場和出射光場的光的分布情況，從而給出了二元光學元件的位相分布。從模擬結(jié)果看出，出射光場呈平頂化的分布，實現(xiàn)了波面整形。利用模擬的實驗就可以得到，如果設計的器件是純相位的元件，那么這種器件會對激光具有一定的整形作用。
　　 然后，在二元光學的特有的加工設計理論基礎之上，利

4、用角譜衍射理論作為模擬勻光器光路的理論基礎，設計陣列結(jié)構(gòu)的位相環(huán)，所設計的每個單元的結(jié)構(gòu)是3環(huán)2值位相環(huán)，其中每個單元最外環(huán)半徑由實際的光路給出，本文的設計是應用355nm固體激光，則根據(jù)激光設計最外環(huán)直徑為0.3mm，中間環(huán)直徑0.108mm，最小環(huán)直徑是0.027mm，利用納米器件加工工藝，在3英寸的JGS2石英基材料上制作出兩臺階的170*170個結(jié)構(gòu)的微浮雕衍射微光學元件，并利用MATLAB對高斯光對設計的陣列結(jié)構(gòu)的位相環(huán)進行模

5、擬仿真，證明了設計的機構(gòu)可以實現(xiàn)對激光能量的均勻化，在此基礎上還可以提高光能利用率。
　　 在制作陣列位相環(huán)元件的過程中，首先根據(jù)計算設計的數(shù)據(jù)，使用專業(yè)軟件LEDIT繪制了兩塊掩模版的圖形并制作完成。為了保證在第一版掩膜版和第二版在套刻曝光的時候，能夠精準的吻合進行套刻，并降低誤差對結(jié)果的影響。在設計掩模板的時候兩側(cè)分別加入了相應的對準標記。接著通過試驗摸索，首先對石英進行測試和拋光，其次在對石英涂膠過程中，使用增粘劑解決了石

6、英材料的親水性所帶來的無法粘合光刻膠的問題。
　　 在利用等離子體刻蝕，蒸金屬和剝離等技術基礎上，最終把掩模上的圖形轉(zhuǎn)移到石英基片上，關鍵是研究等離子體刻蝕的參數(shù)的設定上，例如在離子刻蝕過程中的流量，功率和時間的選擇和設定。主要是根據(jù)以往刻蝕的經(jīng)驗，并結(jié)合本次實驗刻蝕的深度，進過大致的實驗測試，最終確定了刻蝕加工的時間。
　　 最終確定加工的參數(shù)：
　　 1）光刻階段
　　 實驗室內(nèi)的溫度：20℃；使用的

7、增粘劑型號：六甲基二硅胺烷；增粘劑涂膠時的轉(zhuǎn)速：5000r/min；光刻膠型號：9920型，光刻膠涂膠時的速率：3000r/min；前烘的溫度：85℃，前烘的時間：4min；光刻機的曝光時間：13s；光刻膠的顯影時間：60s；光刻膠的定影時間：30s；
　　 2）刻蝕階段
　　 實驗的溫度：20℃；本底真空（低真空）：1.4×10-2Pa，刻蝕機的壓強：15Pa，通入刻蝕機氣體的壓強：5～8Pa，刻蝕機的偏轉(zhuǎn)電壓：300

8、V，使用時的刻蝕的壓強P=400W；通入刻蝕機的氣體：CHF3：180sccm，SF6：60sccm；刻蝕時間：T=4分50秒（因為時間不好控制，大致為整數(shù)）；刻蝕速率：V=70nm/min。
　　 制作完成后，對陣列位相環(huán)進行了試驗檢驗，利用顯微鏡對石英進行觀察，檢查其制作后的效果圖。在此基礎上，并對整形效果進行了測試，對比陣列菲涅耳波帶片的整形效果，對結(jié)果進行了可能存在的問題進行分析，為下一階段的制作工藝，制作出良好的元件提