二元光学制作工艺方面的进展
二元光学元件的基本制作工艺是超大规模集成电路中的微电子加工技术。但是，微电子加工属薄膜图形加工，主要需控制的是二维的薄膜图形；而二元光学元 件则是一种表面三维浮雕结构，需要同时控制平面图形的精细尺寸和纵向深度，其加工难度更大。近几年来，在VLSI加工技术、电子、离子刻蚀技术发展的推动 下，二元光学制作工艺方面取得的进展集中表现在：从二值化相位元件向多阶相位元件、甚至连续分布相位元件发展；从掩模套刻技术向无掩模直写技术发展。最早 的二元光学制作工艺是用图形发生器和VLSI技术制作二阶相位型衍射光学元件。到80年代后期，随着高分辨率掩模版制作技术的发展(如电子束制版分辨率可 达到0.1μm)，掩模套刻、多次沉积薄膜的对中精度的提高，可以制作多阶相位二元光学元件，大大提高了衍射效率。但是离散化的相位以及掩模的对准误差， 仍影响二元光学元件的制作精度和衍射效率的提高。为此，90年代初开始研究直写技术，省去掩模制作工序，直接利用激光和电子束在基底材料上写入所需的二维 或三维浮雕图案。利用这种直写技术，通过控制电子束在不同位置处的曝光量，或调制激光束强度，可以刻蚀多阶相位乃至连续分布的表面浮雕结构。无掩模直写技 术较适于制作单件的二元或多阶相位元件，或简单的连续轮廓，而利用激光掩模和套刻制作更适合于复杂轮廓和成批生产。在掩模图案的刻蚀技术中，目前主要采用 高分辨率的反应离子刻蚀、薄膜沉积技术。其中离子束刻蚀的分辨率高达0.1μm，且图案边缘陡直准确，是一种较为理想的加工手段。二元光学元件的一个很大 的优点是便于复制，常用的复制技术有：铸造法(casting)、模压法(embossing)和注入模压法(injection molding)。其中电铸成型模压复制将是未来大规模生产的主要技术。根据二元光学元件的特点，其他一些新工艺，例如LIGA、溶胶－凝胶 (sol－gel)、热溶及离子扩散等技术也被应用于加工二元光学元件，还可利用灰阶掩模及PMMA紫外感光胶制作连续相位器件。
