CN1858650A - 基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法及装置 - Google Patents

Abstract

基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法及装置。本发明属于超精密激光直接写入式微结构和微阵列光学器件制作领域。本发明的方法：首先，通过光强宏微双重调制分束的方法，使在每一环带内产生与径向位置成正比的写入光强，满足极坐标系中光调制系统宽的动态调制范围和快的调制反应速度的要求，可显著提高曝光光强的调制分辨力；其次，通过微光学阵列聚焦写入激光，在曝光基片上形成以确定方式排列的曝光点组合点阵；同时，通过依据回转工作台的回转扫描方式的曝光点组合点阵的联动控制，完成任意浮雕图形的曝光制作。本发明还提供一种基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入装置。本发明用作多点曝光的极坐标直接写入。

Description

基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法及装置

技术领域

本发明属于超精密激光直接写入式微结构和微阵列光学器件制作领域，特别是一种基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法与装置。

技术背景

现有的激光直写技术均采用单点曝光模式，制作效率较低。为了提高微阵列和微结构光学等器件的制作效率，国内外学者作了很多有益尝试。

常规的基于空间光调制器的无模光刻技术很难克服空间光调制器因其像素的空间周期而形成的黑栅效应，制作的器件衍射效率偏低；同时，因为空间光调制器像素的本质特性及空间排列的限制，制作圆对称器件的图形质量明显不好。

美国MIT的Henry I.Smith等人提出了基于波带片阵列的无模光刻技术，其将大成像区域小数值孔径的滤波投影光学系统和小成像区域大数值孔径的波带片透镜阵列组合得到光刻物镜系统，设置曝光平台为光栅扫描，由数字微镜设备(DMD)或光栅光阀(GLV)等空间光调制器的各微镜控制与其相匹配的波带片透镜阵列子镜入射激光束的开或关，并进行相应的光强灰度等级调制，通过波带片透镜阵列所形成的曝光组合点阵在曝光面上相对扫描完成曝光。通过多点并行曝光，该技术有效克服了传统激光直写写入速度低下的固有缺点，实现了高于100nm的写入精度。然而，波带片光利用率低、制作精度难于保证的问题却不容忽视；系统也没有采取足够的抑制干扰光及散射光的措施；因为只采用一个空间光调制器调制光强的灰度等级，整个系统的计算数据量十分庞大；因为采用二维直角坐标平台的光栅扫描，写入线条只能局限于平行直线条，从而增加制作圆对称器件的难度，并且不能保证图形质量。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种多点并行曝光、曝光面上各曝光点曝光与否可控及曝光强度宏微双重可调的高效高分辨力的极坐标激光直接写入方法，以满足圆对称衍射光学等器件制作对速度、精度的要求。本发明还提供了一种基于上述方法的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法：

首先，通过光强宏微双重调制分束的方法，使在每一环带内产生与径向位置成正比的写入光强；

其次，通过微光学阵列聚焦写入激光，在曝光基片上形成以确定方式排列的曝光点组合点阵；

同时，通过依据回转工作台的回转扫描方式的曝光点组合点阵的联动控制，完成浮雕图形的曝光制作。

该方法包括以下步骤：

a.根据衍射光学等器件的位相要求，换算出掩模面各环带的曝光强度，由各环带的曝光强度确定声光调制器和空间光调制器各像素部位的光强调制等级，从而确定整个曝光平面的曝光强度分布；

b.根据曝光面的曝光强度分布，由计算机构建控制策略、模型和算法，并通过控制系统分别同步向声光调制器、空间光调制器及回转工作台发送控制信号；

c.由激光光源发出的写入激光，通过声光调制器的稳光调制、准值扩束系统的准直扩束后，再通过全内反射镜的反射，射向空间光调制器；

d.空间光调制器的像素部位将写入激光分束，根据控制信号各像素部分别调制各激光束光强，同时选择各激光束为曝光状态或非曝光状态；

e.调制后的各曝光激光束通过投影物镜的投影放大、空间滤波光阑及孔径光阑阵列的滤波，射向与其相匹配的微透镜各子镜；

f.微光学阵列将各曝光激光束聚焦，在曝光基片形成曝光点组合点阵；

g.根据衍射光学器件的位相要求，载有基片的气浮回转工作台依据一种曝光方式回转，与曝光点组合点阵联动控制形成扫描，完成任意浮雕图形的曝光制作。

上述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，所述的计算机及控制装置，根据曝光面的曝光强度分布，通过控制系统分别同步控制声光调制器、空间光调制器及回转工作台。

上述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，所述的光强宏微双重调制分束装置，根据计算机(113)发出、经由控制系统(112)调配的控制信号，由声光调制器(12)宏调制写入激光光强，控制因光学元件径向半径变化所需要的光强能量整体变化；由空间光调制器(15)微调制写入激光光强，控制局部写入的光强能量变化，在每一个环带内产生与径向位置成正比的写入光强，同时，依据像素部，空间光调制器(15)分束写入激光。

上述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，所述的微光学阵列(19)的各子透镜聚焦空间光调制器与其相匹配的各像素部所调制的曝光光束，在曝光基片上形成以确定方式排列的曝光点组合点阵。

上述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，所述的回转工作台(111)为与曝光点组合点阵位置配合，依据扫描方式与曝光点组合点阵联动控制的精密回转气浮工作台，所述的回转工台(111)回转扫描方式分为四种：

1)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台连续扫描；

2)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台分段扫描，处在同一扫描圆周轨迹的各扫描段组合拼接，完成圆周扫描；

3)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，非倾斜配置的微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台连续扫描；

4)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，倾斜配置的微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台连续扫描。

上述写入方法的极坐标直接写入装置，包括激光光源(11)，该装置还包括在中心光轴线(1)上依次排列的准直扩束系统(13)、全内反射棱镜(14)，以及垂直于光轴线(1)的光轴线(2)上依次排列的投影物镜系统(16)、孔径滤波光阑(17)、孔径光阑阵列(18)、微光学阵列(19)、基片(110)，以及外围设备控制系统(112)及计算机(113)，特别是包括光强宏微双重调制分束装置和回转扫描方式的回转工作台。

这个技术方案有以下有益效果：

激光直写是制作衍射微光学元件的重要技术手段之一，也是目前世界各国广泛认同的技术方式。随着对其研究的发展，激光直写技术在集成电路掩模、精密电路布线特别在微结构和微阵列光学元件制作等方面越来越显示出重要作用。相对电子束直写等其它光刻技术，激光直写技术具有设备简单、系统稳定、成本低、制作精度较高等优点。

基于空间光调制器的无模光刻技术为灵活、快速、大规模的制作上述器件开辟了新途径，成为国内外专家学者研究的热点。该技术利用具有大量像素可编程控制的空间光调制器替换传统光刻系统的掩模图形，根据所要制作的图像数据生成的控制信号，通过计算机等控制装置控制空间光调制器各像素的开和关，并相应调制通过该像素的激光光束光强灰度等级，再通过投影光刻物镜由调制为曝光状态的激光束对曝光面进行曝光。该技术既可用于实现实时掩模制作，也可用于快速并行激光直写，大大提高了制作效率。

本发明提出光强宏微双重调制的方法，即根据控制信号，由声光调制器宏调制写入激光光强，控制因衍射光学元件径向半径变化所需要的光强能量整体变化；由空间光调制器微调制写入激光光强，控制局部写入的光强能量变化，在每一个环带内产生与径向位置成正比的写入光强。采用该方法有效满足了极坐标系中光调制系统宽的动态调制范围和快的调制反应速度的要求，可显著提高曝光光强的调制分辨力，从而可解决精确控制轮廓精度的问题。这是区别现有技术的创新点之一；

本发明针对极坐标激光直接写入技术的曝光扫描方式，提出了回转工作台四种回转扫描方式，根据实际要求任选一种，通过精密气浮回转工作台与曝光点组合点阵位置配合，和三维空间运动的联动与合成，对曝光组合点阵实现回转扫描曝光，完成曝光制作，从而提高写入效率，这是区别现有技术的创新点之二；

本发明针对极坐标激光直接写入技术，利用微光学阵列替换传统的直写物镜，实现多光路并行同步直写，有效提高了激光直写写入速度，大幅度减少了装置设置空间及装置费用，使装置小型化，这也是本发明的技术特点之一。

本发明利用微光学阵列替换传统的直写物镜，实现多光路并行同步直写，有效提高了激光直写写入速度；又由于微光学阵列与传统物镜相比，像差小、制作容易、易获得大的数值孔径，可极大的提高写入分辨力，可在保证焦斑质量均匀的同时，获得大的曝光区域；引入光强宏微双重调制装置，有效满足了极坐标系中光调制系统宽的动态调制范围和快的调制反应速度的要求，提高了曝光光强的调制分辨力，从而可解决精确控制轮廓精度的问题；且可通过空间光调制器依据像素部对写入激光分束，解决了多光路并行同步直写光束的控制问题；提出的回转工作台四种回转扫描方式，可根据实际要求任选一种，进一步提高写入效率。本发明特别适用于微阵列和微结构光学器件、微电子、集成光学等圆对称器件的制作，具有大范围、高精度、高效率激光写入的优点。

本发明提出的四种回转扫描方式分别具有以下特点：

方式一，扫描简单易控，但光的利用率低。

方式二，充分利用了阵列中的各微透镜，大大提高了光利用率及曝光效率，扫描也更为简单易控。

方式三，提高了曝光析像度，但光率用率低，同时也增加了系统对准控制的难度。

方式四，进一步提高了曝光析像度，充分提供了光利用率，但也存在系统对准控制的难度的问题。

本发明所述的声光调制器除了调制光强外，还可以稳定光强，并在系统调整时起到关断入射激光的作用。

附图说明：

图1为本发明装置的光学结构示意图

图2为本发明装置的机械结构示意图

图3为纵向滑套剖面示意图

图4为现有技术光栅光阀的单元像素结构图

图5为现有技术光栅光阀未加电压时光路剖面图

图6为现有技术光栅光阀施加电压时光路剖面图

图7为本发明微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列曝光的配置及连续扫描的轨迹俯视图；

图8为本发明微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列曝光的配置及组合拼接扫描的轨迹俯视图；

图9为本发明微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，非倾斜微光学阵列曝光的配置及连续扫描的轨迹俯视图；

图10为本发明微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，倾斜微光学阵列曝光的配置及连续扫描的轨迹俯视图；

本发明的具体实施方式：

下面对照附图对本发明的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法与装置具作详细说明：

如图1所示，本发明的装置包括：激光光源11、声光调制器12、准直扩束系统13、全反射棱镜(TIR)14、光栅光阀(GLV)15、投影物镜系统16、空间滤波光阑17、孔径光阑阵列18、微光学阵列19、基片110、精密气浮回转工作台111、控制系统112及计算机113等。其光的路径如下：

激光光源11发出的写入激光，通过声光调制器12的稳光调制、准值扩束系统13的准直扩束后，再通过全反射棱镜14的反射，射向光栅光阀15；光栅光阀15的像素部将写入激光反射分束，同时，根据控制系统112及计算机113发出的控制信号各像素部分别调制各激光束，选择各激光束为曝光状态或非曝光状态；调制后的各曝光激光束通过全反射棱镜14透射后，投射到投影物镜16，经其扩束放大及空间滤波光阑17和孔径光阑阵列18的滤波，射向微光学阵列19与其相匹配的各子镜；微光学阵列19将各曝光激光束聚焦，在曝光基片110形成曝光组合点阵；载有基片110的气浮回转工作台111依据一种曝光方式回转，与曝光点组合点阵联动控制形成扫描，完成任意浮雕图形的曝光制作。

这里，全反射棱镜14由两个三角棱镜组合，其主要作用是将照明光路与成像光路分开，即光栅光阀的入射激光与出射激光分开，从而有利于使光路设计简单，提高系统光学品质。

投影物镜系统的主要作用是将光栅光阀像素的空间尺寸放大，使其与微光学阵列各子镜空间尺寸相匹配，抑制各像素的空间变形，均匀曝光光束光强。

本发明实施方式的装置外观立体图如图2所示，被锲形块21所支撑的平台22的中间，设置有载有表面吸附感光材料的基片110的精密气浮回转工作台111。在平台22上，设置有横跨精密气浮回转工作台111的双龙门结构，双龙门结构由支柱23和横梁27组成，支柱23固定于平台22上。依次封装有投影物镜系统16、空间滤波光阑17、孔径光阑阵列18、微光学阵列19的纵向滑套24(如图3所示)，通过套筒27与横向滑套25连接，横向滑套25与横梁26连接，纵向滑套24可沿套筒27上下移动调整。另外，纵向滑套24被套筒27和横向滑套25所支持而能够沿横梁27移动。整个装置放置在空气弹簧地基上。

如图2所示，激光光源11(未显示)发出的写入激光28，通过声光调制器12的稳光调制、准值扩束系统13的准直扩束后，再通过全内反射棱镜14的反射，射向光栅光阀15；光栅光阀15的像素部将写入激光反射分束，同时，根据控制信号各像素部分别调制各激光束，选择各激光束为曝光状态或非曝光状态；调制后的各曝光激光束通过全反射棱镜14透射后，经由纵向滑套24，在曝光基片110形成曝光组合点阵；载有基片110的精密气浮回转工作台111回转扫描，完成曝光。通过调整光栅光阀15的位置以及纵向滑套24沿横梁26位置，完成扫描方式的选择。

本装置的控制系统112、计算机113以及导线在本图中未显示。在不改变装置原理的基础上，可在装置光路中适当加入反射棱镜，以便于装置空间布局。作为示意，装置图中的透镜都采用单透镜表示，但实际中，所画透镜均代表透镜组系。另外，本装置必备的监测装置、检测装置以及定位装置等装置，因不属本发明范畴，故未在图中显示及论述。

本发明以3×3微透镜阵列为例实施本发明，实际实施时微光学阵列数可有限增大。

光栅光阀GLV技术由斯坦福大学教授David Bloom等人发明，技术原理为光的反射及衍射干涉效应，基本结构为由偶数个平行条状结构组成的像素单元，如图4所示。衬底33材料为硅，条状结构(可动条31和不动条32)材料为SiN₂，结构表面镀铝，可提高反射率和导电性，结构两端有两个支点，中间则悬浮在很薄的空气层上。在不加电压的情况下，整个像素单元为一平坦表面，处于完全反射状态，如图5所示，34为入射光，35为反射光；当在可动条31和衬底33间施加电压时，三个交替相间的可动条在静电吸引力的作用下向下移动，像素表面成一相位光栅，如图6所示，36为入射光，37为0级衍射光，38为±1级衍射光。光栅光阀的优点有：响应速度快(约20ns)；连续调节光的能力精确度高且可重复；可靠性高，单个GLV像素可经受6×10¹²的开关周期；采用标准CMOS工艺制造，制造成本低且容易实现与CMOS逻辑集成。这些优点正是本系统所期待。

本发明利用光栅光阀的0级衍射光作为曝光光束，虽然利用+1级或-1级衍射光作为曝光光束，在曝光状态与非曝光状态之间转换可以获得高的对比度，但是光的利用率很低。为了提高0级衍射光作为曝光光束的对比度，本发明引进了空间滤波光阑和孔径光阑阵列，以滤除杂散光和干扰光，防止各像素间的串扰，改善曝光时各像素引起的工作光和非工作光之间的消光比。

另外，图7-图10显示了四种回转工作台回转扫描的方式。图7显示了微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列曝光的配置及连续扫描的轨迹俯视图；图8显示了微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列曝光的配置及组合拼接扫描的轨迹俯视图；图9显示了微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，非倾斜微光学阵列曝光的配置及连续扫描的轨迹俯视图；图10显示了微光学阵列中指定子镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，倾斜微光学阵列曝光的配置及连续扫描的轨迹俯视图；

如图7所示，在共轴连续扫描中，微透镜42聚焦曝光光束形成曝光点43，沿着回转工作台45的回转扫描方向46生成扫描圆周轨迹44，完成扫描曝光，为了避免重复曝光，与曝光微透镜42处在同一扫描轨迹的微透镜41被设定为非曝光透镜。该扫描方式简单易控，但光的利用率低。为了加强曝光量，拓展扫描轮廓线的深度及宽度，可将微透镜41设为曝光透镜。

以下扫描方式的图中标示如方式7。

如图8所示，在共轴组合拼接扫描中，各个曝光微透镜42只需沿着回转工作台45的回转扫描方向46生成1/4扫描圆周轨迹44，处在同一扫描轨迹的各曝光微透镜42即可组合拼接完成扫描曝光。该扫描方式充分利用了阵列中的各微透镜，大大提高了光利用率及曝光效率，控制也更为简单。

如图9所示，偏轴非倾斜连续扫描，相对扫描方式7，改变了扫描间距，但存在7的缺憾，同时增加了系统对准控制的难度。

如图10所示，偏轴倾斜连续扫描，相对前三种扫描方式，可获得更窄的扫描轨迹间距，大大地提高了曝光析像度。

在极坐标激光写入系统中，对于不同的径向坐标，其径向曝光量φ可以表示为

式中，I为曝光光强，由激光输出功率决定，ω为回转角速度，r为写入圆环半径，d为扫描线宽。由公式(1)可知，在极坐标激光写入系统中，对于不同的径向坐标及确定的曝光量和回转角速度，如果要求写入相同的线宽，就需要调节曝光光强，半径越大，曝光光强越大。在制作衍射元件时，为了保证相位深度和线宽，精确控制曝光量，激光的输出功率应随半径的变化而变化，同时具有高的分辨力。为此，本发明引入了声光调制器和光栅光阀组合的光强宏微双重调制系统，同时兼备响应速度快、调节自由度多的特点。在具体实施中，根据衍射光学器件的位相要求，换算出掩模面各环带上点的曝光量，再根据回转角速度、圆环半径及线宽，由公式(1)计算出各环带的曝光强度，从而由声光调制器宏调节输出激光的功率变化，负责因径向半径变化所需要光强能量的整体变化；由空间光调制器微调制各激光束，控制局部写入的光强能量变化，在每一个环带内产生与径向位置成正比的写入光强。

基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法：首先，通过光强宏微双重调制分束的方法，使在每一环带内产生与径向位置成正比的写入光强，满足极坐标系中光调制系统宽的动态调制范围和快的调制反应速度的要求，可显著提高曝光光强的调制分辨力；其次，通过微光学阵列聚焦写入激光，在曝光基片上形成以确定方式排列的曝光点组合点阵；同时，通过依据回转工作台的回转扫描方式的曝光点组合点阵的联动控制，完成任意浮雕图形的曝光制作。利用上述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入装置的具体实施方式，本发明写入方法的具体实施方式包括以下步骤：

1)根据衍射光学等器件的位相要求，换算出掩模面各环带的曝光量，再由公式(1)换算出掩模面各环带的曝光强度，由各环带的曝光强度确定声光调制器12和光栅光阀15各像素部位的光强调制等级，从而确定整个曝光平面的曝光强度分布图；

2)根据曝光面的曝光强度分布图，由计算机113构建控制策略、模型和算法，并通过控制系统112分别同步向声光调制器12、光栅光阀13及回转工作台111发送控制信号；

3)由激光光源11发出的写入激光，通过声光调制器12的稳光调制、准值扩束系统13的准直扩束后，再通过全内反射镜14的反射，射向光栅光阀15；

4)光栅光阀15的各像素部位将写入激光分束，根据控制信号各像素部分别调制各激光束零级衍射光的光强，同时选择各激光束为曝光状态或非曝光状态；

5)调制后的各曝光激光束通过投影物镜16的投影放大、空间滤波光阑17及孔径光阑阵列18的滤波，射向与其相匹配的微透镜阵列19的各子镜；

6)微光学阵列19将各曝光激光束聚焦，在曝光基片110形成曝光点组合点阵；

7)根据衍射光学器件的位相要求，载有基片110的精密气浮回转工作台111选择一种曝光方式回转，与曝光点组合点阵配合形成扫描，完成任意浮雕图形的曝光制作。

以上结合附图对本发明的具体实施方式做了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由所附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求书基础上的技术方案都是本发明的保护范围，属于本发明的从属专利或者涵盖技术。

Claims (9)

1.一种基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，其特征是：

首先，通过光强宏微双重调制分束的方法，使在每一环带内产生与径向位置成正比的写入光强；

其次，通过微光学阵列聚焦写入激光，在曝光基片上形成以确定方式排列的曝光点组合点阵；

同时，通过依据回转工作台的回转扫描方式的曝光点组合点阵的联动控制，完成浮雕图形的曝光制作。

2.根据权利要求1所述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

a.根据衍射光学等器件的位相要求，换算出掩模面各环带的曝光强度，由各环带的曝光强度确定声光调制器和空间光调制器各像素部位的光强调制等级，从而确定整个曝光平面的曝光强度分布；

b.根据曝光面的曝光强度分布，由计算机构建控制策略、模型和算法，并通过控制系统分别同步向声光调制器、空间光调制器及回转工作台发送控制信号；

c.由激光光源发出的写入激光，通过声光调制器的稳光调制、准值扩束系统的准直扩束后，再通过全内反射镜的反射，射向空间光调制器；

d.空间光调制器的像素部位将写入激光分束，根据控制信号各像素部分别调制各激光束光强，同时选择各激光束为曝光状态或非曝光状态；

e.调制后的各曝光激光束通过投影物镜的投影放大、空间滤波光阑及孔径光阑阵列的滤波，射向与其相匹配的微透镜各子镜；

f.微光学阵列将各曝光激光束聚焦，在曝光基片形成曝光点组合点阵；

g.根据衍射光学器件的位相要求，载有基片的气浮回转工作台依据一种曝光方式回转，与曝光点组合点阵联动控制形成扫描，完成任意浮雕图形的曝光制作。

3.根据权利要求1或2所述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，其特征是：所述的计算机及控制装置，根据曝光面的曝光强度分布，通过控制系统分别同步控制声光调制器、空间光调制器及回转工作台。

4.根据权利要求1或2所述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，其特征是：所述的光强宏微双重调制分束装置，根据计算机(113)发出、经由控制系统(112)调配的控制信号，由声光调制器(12)宏调制写入激光光强，控制因光学元件径向半径变化所需要的光强能量整体变化；由空间光调制器(15)微调制写入激光光强，控制局部写入的光强能量变化，在每一个环带内产生与径向位置成正比的写入光强，同时，依据像素部，空间光调制器(15)分束写入激光。

5.根据权利要求1或2所述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，其特征是：所述的微光学阵列(19)的各子透镜聚焦空间光调制器与其相匹配的各像素部所调制的曝光光束，在曝光基片上形成以确定方式排列的曝光点组合点阵。

6.根据权利要求1或2所述的基于微光学阵列多点曝光的极坐标直接写入方法，其特征是：所述的回转工作台(111)为与曝光点组合点阵位置配合，依据扫描方式与曝光点组合点阵联动控制的精密回转气浮工作台，所述的回转工台(111)回转扫描方式分为四种：

1)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台连续扫描；

2)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴共轴时，微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台分段扫描，处在同一扫描圆周轨迹的各扫描段组合拼接，完成圆周扫描；

3)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，非倾斜配置的微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台连续扫描；

4)微光学阵列中指定子透镜光轴与回转工作台回转轴偏轴时，倾斜配置的微光学阵列形成的曝光点组合点阵相对回转工作台连续扫描。

7.一种权利要求1-6所述写入方法的极坐标直接写入装置，包括激光光源(11)，其特征是：该装置还包括在中心光轴线(1)上依次排列的准直扩束系统(13)、全内反射棱镜(14)，以及垂直于光轴线(1)的光轴线(2)上依次排列的投影物镜系统(16)、孔径滤波光阑(17)、孔径光阑阵列(18)、微光学阵列(19)、基片(110)，以及外围设备控制系统(112)及计算机(113)，特别是包括光强宏微双重调制分束装置和回转扫描方式的回转工作台。

8.根据权利要求7所述的极坐标直接写入装置，其特征是：所述光强宏微双重调制分束装置由声光调制器(12)和空间光调制器(15)组成，均通过导线与所述的控制系统(112)和所述的计算机(113)连接。

9.根据权利要求8所述的极坐标直接写入装置，其特征是：所述的空间光调制器(15)为光栅光阀、数字微镜类反射式空间光调制器。

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