(
) ) (
sec
( mW
mJ 雷射光強度 光阻曝光能量
曝光時間 = (3-14)
其中光阻的曝光能量的大小取決於光阻的種類，以光阻 S1805 為例，
最佳的曝光能量為 30mJ 左右。另外為了達到最佳的干涉效果，物體 光與參考光強度的比例必須控制在 1：1 的大小。在完成曝光的動作 後，再放入 100℃的烤箱內烤 1 分鐘，再將樣品放入顯影液中，顯影 的時間依不同光阻而定，此時為 10 秒鐘，此時，受到建設性干涉光
圖 3-11 全像蝕刻技術流程圖
玻璃基板 光阻
曝光
顯影
蝕刻
全像透鏡
干涉條紋
的部分光阻將會與顯影液發生化學反應，使得光阻消失，而受到破壞 性干涉光的部分光阻將會留在玻璃基板上，使得在樣品上產生連續性 的深度變化。在顯影完畢用水洗乾淨吹乾後，可以明顯地在樣品表面 看到干涉條紋，圖 3-12 為同軸式全像透鏡顯影後玻璃基板表面的照 片，由此可看出越往外圈其干涉條紋的週期就越小。
在顯影之後，我們將樣品放入離子蝕刻機台內，以氬離子蝕刻方 式將干涉條紋蝕刻至玻璃基板上。此時，氬離子會撞擊樣品，使得樣 品表面被蝕刻，並且蝕刻至玻璃基板，其蝕刻的深度可由進行蝕刻的 時間來控制。在完成離子蝕刻後，使用丙酮將剩餘光阻去掉，全像透 鏡就完成了。蝕刻時的相關條件列於表 3-1。圖 3-13 為離軸式全像 透鏡經過完整的全像蝕刻技術後的完成照片，由照片可以明顯地看見 蝕刻後的條紋。
圖 3-12 同軸式全像透鏡顯影後干涉紋照片
電子束電流 Acc. Voltage 光 阻 與 基 板 蝕刻速率比
蝕刻時間
20mA 500eV 約 1:1 12 分鐘
在了解整個製作的流程後，要如何知道全像透鏡上干涉條紋的最 佳蝕刻深度呢？若是藉由折射率不同而改變相位的相位式光柵來 說，其穿透函數 tA可由下式表示：
] / ) , ( 2
exp[ i π n d x y λ A
t
A= × Δ ×
(3-15) 其中Δn 為兩個介質的折射率差，由於我們使用玻璃當基材，其與空 氣之間的折射率差為 0.51，d(x,y)為在(x,y)位置上玻璃基板被蝕刻 的深度分布。在使用綠光重建的條件下，若想要使相位變化範圍達到圖 3-13 離軸式全像透鏡照片 表 3-1 蝕刻相關條件
最大，即相位變化對應蝕刻深度分布由深至淺在 0 至 2π的範圍內，
其最佳的蝕刻深度最深的位置約為 1043nm。故我們必須藉由控制光 阻被顯影後樣品的顯影深度及蝕刻時間來達成最終的理想蝕刻深度。
在完成了全像透鏡的製作流程後，就可以開始測試全像透鏡的效 能了。在下一章我們將針對全像透鏡本身的特性做測量，並且更進一 步將全像透鏡結合於聯合轉換相關器來測試其圖形辨識效能。