基于全息光刻法的红外光子晶体薄膜的研制

发布时间：2017-11-02 07:23

  本文关键词：基于全息光刻法的红外光子晶体薄膜的研制

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【摘要】：光子晶体作为新型的人工电磁介质材料,具有优异的性能和广阔的应用前景,近年来国内外对光子晶体尤其是对于一维和二维的光子晶体研究比较深入,但是对于三维光子晶体的制备与研究成果相对较少,可以说光子晶体已经成为光学领域的一个研究热点。本文主要利用激光全息的方法制备柔性光子晶体薄膜,并结合了接触式曝光光刻技术、激光全息光刻技术、模压复制技术和叠层等相关技术的制备方法。本论文的主要工作有:1.综合阐述了光子晶体的概念、结构、特性以及制备方法,特别介绍了激光全息光刻法制备光子晶体的相关理论。论文中着重介绍了激光全息光刻中光致抗蚀剂的原理与实际应用,以及激光全息光刻的研究进展工作等。2.论文的第二、三章内容为之后实验的进行提供了扎实的理论依据。结合PVC接触式光刻、基于铬版的激光全息光刻和PDMS的转印技术搭建了制备二维光子晶体薄膜的平台,并成功制备了具有柔软性质的二维光子晶体薄膜。同时也利用模压复制技术、叠层技术制备了三维光子晶体薄膜。3.利用数字显微镜和红外半导体激光波段的光对二维和三维的光子晶体进行了观察和检测的工作,进一步佐证了四种制备光子晶体方法的可行性。论文的最后还对整个论文的工作进行了总结。
【关键词】：激光全息 光刻法 光子晶体薄膜 红外检测
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN305.7;O484.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 本论文的研究背景、意义9-10
• 1.2 论文框架和主要内容10-11
• 1.3 创新与不足11-13
• 1.3.1 本论文的创新之处如下：11
• 1.3.2 本论文的不足之处主要有：11-13
• 第二章 光子晶体理论13-20
• 2.1 光子晶体的产生与发展13-14
• 2.2 光子晶体结构14
• 2.3 光子晶体分类14-15
• 2.3.1 一维光子晶体15
• 2.3.2 二维光子晶体15
• 2.3.3 三维光子晶体15
• 2.4 光子晶体的制备方法15-17
• 2.4.1 机械打孔法16
• 2.4.2 胶体自组织技术16-17
• 2.4.3 逐层叠加法17
• 2.4.4 3D打印17
• 2.4.5 激光全息光刻法17
• 2.5 光子晶体的应用17-20
• 2.5.1 光子晶体光纤17-18
• 2.5.2 光子晶体光波导18
• 2.5.3 光子晶体低阈值激光器18
• 2.5.4 光子晶体光控光开关18-19
• 2.5.5 光子晶体薄膜19-20
• 第三章 激光全息光刻理论20-26
• 3.1 全息光刻理论20-22
• 3.2 激光全息光刻实验装置介绍22-24
• 3.2.1 氦镉激光器22-23
• 3.2.2 氦氖激光器及其装置23-24
• 3.3 光致抗蚀剂介绍24-26
• 3.3.1 光致抗蚀剂24
• 3.3.2 光致抗蚀剂曝光模型分析24-26
• 第四章 基于PVC为基底的光子晶体柔性薄膜的制备工艺26-36
• 4.1 实验过程26-27
• 4.1.1 实验流程及原理26
• 4.1.2 实验材料26-27
• 4.2 掩模板制备27-28
• 4.2.1 掩模板的设计27-28
• 4.2.2 掩模板的制作28
• 4.3 实验工艺28-32
• 4.3.1 基底预处理28-29
• 4.3.2 甩胶、前烘29-30
• 4.3.3 曝光、后烘30-32
• 4.3.4 显影、烘干32
• 4.4 实验结果分析与讨论32-36
• 4.4.1 影响实验结果因素分析32-33
• 4.4.2 实验结果33-36
• 第五章全息光刻制备基于铬版的二维光子晶体36-41
• 5.1 实验材料、仪器36
• 5.2 制备原理及其光路设计分析36-37
• 5.3 实验制备工艺37-39
• 5.3.1 铬版预处理37
• 5.3.2 曝光、后烘37-38
• 5.3.3 显影38
• 5.3.4 刻蚀38-39
• 5.3.5 去胶、烘干39
• 5.4 实验结果分析39-41
• 第六章 基于PDMS材料的二维光子晶体的制备工艺41-50
• 6.1 模具的设计与制备41-43
• 6.1.1 模具的设计41-42
• 6.1.2 基于激光全息光刻法制备模芯42-43
• 6.2 柔性PDMS薄膜光子晶体的制备43-47
• 6.2.1 模具清洗44
• 6.2.2 PDMS配制44
• 6.2.3 去气泡、注射成型44-45
• 6.2.4 加热固化45-46
• 6.2.5 质量影响因素分析46-47
• 6.3 样品检测、分析47-50
• 6.3.1 显微镜观测47-48
• 6.3.2 红外检测48-50
• 第七章 基于模压全息的三维光子晶体的制备工艺50-55
• 7.1 引言50
• 7.2 复制技术比较50-51
• 7.3 模压复制实验51-52
• 7.3.1 原始全息图母版制备51
• 7.3.2 模压母模的制作工艺51-52
• 7.3.3 模压制造技术52
• 7.4 基于叠层技术形成三维光子晶体52-53
• 7.5 结果与讨论53-55
• 第八章 总结与展望55-57
• 8.1 论文工作总结55
• 8.2 今后研究展望55-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间参与发表的学术论文、专利60-61
• 致谢61

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7 张s，

本文编号：1130554