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PGL(Plymouth Grating Laboratory)是全球屈指可数的专业的高品质光栅设计和生产公司。PGL专注于为激光和激光系统提供光栅。 PGL光栅具有极高的衍射效率和激光损伤阈值,并且在大面积上具有出色的波前误差和均匀性。 PGL 于2004年由Douglas Smith和MIT的Kavli 研究院(Kavli Research Institute) 的Mark Schattenburg 博士共同成立。公司占地20,000平方英尺,位于美国麻州。 Smith先生是业界屈指可数的,在大尺寸基板上进行薄膜镀膜和光栅设计的顶尖人才。他拥有40多年在大尺寸基板上镀膜和光栅设计的经验,能设计并提供最好衍射效率,损伤阈值,和均一性的光栅。Schattenburg 博士是精密光学定位领域的顶级专家。 PGL 独家使用Nanoruler,采用SBIL(scanning beam interference lithography)方式生产光栅,这种方法可以使得光栅的尺寸比利用传统方法生产的光栅的尺寸有很大的突破。目前,PGL为客户提供的尺寸为91cm x 42cm 的MLD光栅(-- a set of 91cm x 42cm MLD gratings for pulse compression on the University of Osaka's ILE laser),是目前世界最大的光栅。 PGL公司致力于为全球的客户提供各种尺寸的镀金和镀银光栅, MLD(Multilayer Dielectric)光栅,光束转向光栅(Beam Steering Gratings),光束组合光栅Beam Combining Gratings),和混合光栅(Hybrid gratings);并提供1维和2维聚焦光栅(1d and 2d Focusing Gratings)等。 PGL客户已经遍布全球,包括:美国,日本,法国,德国,南韩,新加坡,中国等国家的激光用户,和相关的工业客户,包括光刻机,生物科技,芯片生产,太阳能等行业的客户。
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要保证光栅,特别是大尺寸光栅的高的损伤阈值,衍射效率,和均一性等品质,是从设计,基板加工,镀膜,光刻,清洗,和测量等等各环节进行严格把控后最终综合产生的结果。 1. Nanoruler 光栅尺 Nanoruler 2是PGL基于扫描光束干涉光刻(SBIL)的最先进的光栅图案化工具。 这项专利技术最初由麻省理工的Mark Schattenburg博士开发。 PGL建立了第一个使用SBIL制造光栅的商业生产系统,该光栅可以定制以满足精确的个性化的设计和规格。 SBIL可产生高精度线宽,从而实现出色的衍射效率,且具有可重复。通过精确控制光栅曝光和相位,PGL的SBIL技术是唯一已知的技术,可以校正基板中的波前误差和入射光束的畸变。 SBIL的扫描技术用高斯分布的激光能量带覆盖,提供高水平的控制,从而实现一致的高宽比,高效率和超过10ppb的部件间周期重复性。 SBIL减少了结构缺陷并产生高精度线宽,从而实现了卓越的衍射效率,这种效率在零件之间均匀且可重复。 可以使用大到1米的光栅,或者可以在单个工艺步骤中有效地写入批量较小的光栅。 PGL光栅使用纳米测量仪用扫描光束干涉光刻机(SBIL)进行刻写。PGL可以加工各种光学基板。目前能加工的最大尺寸约为93厘米×60厘米。正在设计制造能生产具有1.3至1.5米能力的设备。 2. 薄膜镀膜 光学薄膜介质镀膜 PGL生产自己的高性能光学薄膜镀膜,具有极高的纯度和优异的机械性能,可实现最高的衍射效率和激光损伤阈值性能。 PGL的设备利用电子束和热蒸发,包括离子辅助沉积(IAD)和磁控溅射,以提高密度和应力控制。 高反射,高激光损伤阈值多层介质(MLD)镀膜对反射MLD型光栅尤为重要。 这些镀膜包括数十层并且可以是几微米厚。 必须控制这些镀膜中的应力以消除裂纹和波前变形,尤其是在真空中。 过度的压缩或拉伸应力会扭曲波前,而过大的拉应力也会引起由微观裂缝引起的裂纹的可能性。 光学薄膜金属镀膜 诸如金,银和铝的金属镀膜层对于非常宽带的反射光栅是重要的。 PGL开发的用于金涂层的工艺在精确特征上提供了保形的层状膜层。 蚀刻后的熔融石英比金光刻胶光栅提供更好的性能特性和均匀性。 来自金玻璃光栅的散射较低,并且已经表明它们在脉冲展宽器中表现出比基于抗蚀剂的光栅更好的时间对比度。 这些光栅也不如标准金属涂层光刻胶光栅精细。 例如,它们不会溶解在丙酮中。 可以从蚀刻的熔融石英中剥离金,对光栅几乎没有损坏。 该特性有助于制造并且还能够进行再制造。 如果金在使用过程中受到损坏(通过污染或激光损坏),只要损坏没有延伸到二氧化硅结构中,光栅就可以运送到PGL进行剥离和重镀。 透射光栅需要非常低损耗的氧化物抗反射(AR)涂层。 这些必须足够宽以匹配光栅光谱带宽。 In-process液体镀膜膜 高性能液体镀膜对于光栅制造过程中光刻胶和过程中AR涂层的精确,和均匀应用是重要的。 PGL的自动液体镀膜机将基材拉过精确的液体弯液面。 它实现了精确的涂层厚度,具有出色的均匀性和最小的污染,即使是高度不对称的基板尺寸。 3. 反应蚀刻膜 反应离子束蚀刻/Reactive Ion Beam Etching (RIBE) 为了将光刻胶光栅图案转移到玻璃基板中,PGL采用专门设计用于大尺寸基板上的精细尺寸控制和图案均匀性的定制反应离子束蚀刻机。 高达米尺寸的基板安装在腔室顶部的光栅侧面。 通过反应气体和栅格射频(RF)离子源进行蚀刻。 独特的x-y扫描平台通过在蚀刻过程中移动基板穿过光束来最大化均匀性。 PGL还开发了一种独特光学监测系统,可以现场测量光栅衍射效率。 由于该系统采用扫描x-y基板台,因此不仅能够实现最佳效率,而且还能实现优异的均匀性,特别是对于金属涂层光栅。 等离子体反应离子蚀刻/Plasma Reactive Ion Etching (RIE) PGL还在其RF等离子体反应器中开发了一种RIE工艺,用于熔融石英中的深度蚀刻。 这个过程对于透射光栅特别重要,因为这些需要更深的光栅槽。 它能够产生异常光滑,深度,高纵横比的光栅槽。 通常生产深达2.5μm的槽深度。 4.光学测量 PGL坚信:“你无法做出你无法衡量的东西。”我们的测量设施包括:
这些用于生产中的规范符合性验证以及过程开发和实时诊断。 5. 清洁和处理 大型光学元件的精密清洁,检查和处理。 PGL拥有多年开发清洁工艺的经验,可以实现最高的激光损伤阈值(LIDT)。 我们定制设计的清洁设备允许在大多数工艺步骤中进行免提操作。 在线加工工艺经过精心设计,可在不损坏光学元件的情况下实现基板和工具的热膨胀。 定制设计和测试的搬运工具可以安全地处理基板。 特殊包装可保护基材免受污染。 PGL在整个生产过程的多个阶段提供对任何外观缺陷的全面分析和记录。 6. 多用途Bezel安装座理 PGL定制设计和制造的挡板安装架消除了光栅传输和安装过程中的不确定性和危险。 这些:
7. 设计与建模 PGL采用先进的先进设计工具对衍射光栅和薄膜镀膜性能进行建模。这些不仅对于确定初始设计至关重要,而且对于考虑制造公差以及帮助制造过程本身也是至关重要的。 使用完善的商业设计包,如用于薄膜镀膜设计的OptiLayer™和用于光栅设计的GSolver™。 PGL还开发了自己的定制光栅设计软件,以实现最大的灵活性和速度。该软件能够以简单的方式对复杂光栅轮廓进行建模,并结合相位,偏振和电场增强的计算。它还能够对二维(2D)光栅进行建模。 下边的例子显示了MLD光栅的衍射效率(DE)和归一化电场平方如何取决于某些光栅参数(如深度和占空比)以及使用参数(如波长和入射角)。 PGL公司致力于为全球的高能激光用户提供:
PGL光栅的尺寸最大到 950mm*650mm,可提供760nm, 780nm, 800nm,1053nm,1550nm, 2000nm,4000nm等各种红外和中红外波长。各种刻线密度(最大到5000 lines/mm) PGL光栅的主要用途: 1). Chirped Pulse Amplification (CPA)/啁啾脉冲放大 2). Spectral Beam Combining (SBC)/光束组合 3). Beam Steering and Focusing (BSF)/光束转向和聚焦 4). Precision Positioning and Metrology (PPM)/精密定位和计量 如果您需要咨询或者有购买/合作需求,请与PGL公司亚洲首席代表联系:
Jeff Li (李军锋) 产品销售经理
电话: 010-51456920 |