基于样品旋转的亚波长光刻理论研究
发布时间：2021-11-03 23:05
亚波长结构在微纳光学领域具有重要和广泛的应用,其制备通常采用化学合成或亚波长光刻的方法。表面等离子体干涉光刻在成本和分辨率方面均有一定的优势,因而受到研究人员的青睐,但是现有的研究主要集中在刻写简单的一维亚波长光栅上,要实现复杂的二维亚波长结构的刻写,通常采用多束激发光激发表面等离子体干涉来实现,这显然存在光路复杂、技术难度大、成本高昂等不足。本文从理论上研究了基于样品旋转的表面等离子体干涉亚波长光刻技术,通过多次或连续旋转曝光光刻样品,可刻写出二维正方排列点阵结构、六角排列点阵结构和圆光栅。在此基础上进一步研究了基于样品旋转的导模干涉亚波长光刻技术,可刻写各种二维和三维的亚波长结构。不同于表面等离子体干涉光刻,导模干涉光刻可以通过改变光刻胶的厚度或曝光所用波导模式来实现不同尺寸的亚波长结构的刻写。具体研究内容如下:（1）利用表面等离子体干涉光刻理论并结合坐标矩阵变换,理论研究了基于样品旋转的表面等离子体干涉亚波长光刻技术,采用两束波长325 nm的激光作为表面等离子体的激发光。通过对光刻样品进行90°旋转和2次曝光,可得到周期为98 nm的二维正方排列点阵结构;通过60°旋转和3次曝...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半无限大金属/电介质界面SPs电场及表面电荷分布[60]
硕士学位论文SPWs2) ，SPWs2 穿过表面浮雕光栅同样可以激发在表SPWs1。如图1.3(a)所示为基于表面浮雕光栅的SPs干涉，当表面浮雕光栅的周期为450.4 nm，光栅的槽宽为22膜的厚度为30 nm时，他们数值模拟了所得的干涉图案的图案对比度的最小值为0.35，大于一般负光刻胶要求的最长结构的实际制备中。相比于图1.3(b)中的基于金属透射干涉图案和电场强度的均匀性方面具有优越性。
Yao Chaoping 等[29]提出了基于厚金属掩模的法布里-珀罗腔的 SPs 纳米光刻，如图1.4 所示为光刻结构示意图，通过聚焦离子束精确控制狭缝的形状和尺寸，玻璃基底和光刻胶的折射率分别为 1.54 和 1.60，入射光为波长为 436 nm 的 TM 偏振光，如图 1.5(a)，(b) 所示为当金属银光栅的缝宽为 40 nm 时，厚度分别为 60 nm 和 200 nm 时的透射场分布，在图 1.5(a)中电场不仅分布在狭缝的位置上，而且还存在于金属表面上。增加金属
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于十字连通形环形谐振腔金属-介质-金属波导的折射率传感器和滤波器[J]. 祁云平,张雪伟,周培阳,胡兵兵,王向贤. 物理学报. 2018(19)
[2]Theoretical study of micro-optical structure fabrication based on sample rotation and two-laser-beam interference[J]. 陈宜臻,王向贤,王茹,杨华,祁云平. Chinese Physics B. 2017(05)
[3]Theoretical investigation of hierarchical sub-wavelength photonic structures fabricated using high-order waveguide-mode interference lithograph[J]. 王茹,王向贤,杨华,祁云平. Chinese Physics B. 2017(02)
[4]TE0导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究[J]. 王茹,王向贤,杨华,叶松. 物理学报. 2016(09)
[5]环氧树脂类双偶氮苯聚合物BP-2A-35-CN表面起伏光栅刻写研究[J]. 王向贤,王小东,杨华,叶松,余建立. 功能材料. 2015(20)
[6]Surface Plasmon Interference Lithography Assisted by a Fabry-Perot Cavity Composed of Subwavelength Metal Grating and Thin Metal Film[J]. 梁慧敏,王景全,王学,王桂梅. Chinese Physics Letters. 2015 (10)
[7]海胆状金纳米粒子表面形貌对表面增强喇曼散射特性的影响（英文）[J]. 李军朋,周骏,姜涛,刘雁婷. 光子学报. 2015(04)
[8]Enhanced surface plasmon interference lithography from cavity resonance in the grating slits[J]. 郭凯,刘建龙,周可雅,刘树田. Chinese Physics B. 2015(04)
[9]表面等离子体干涉光刻理论计算(英文)[J]. 王向贤,叶松,余建立,许雪艳,许明坤. 浙江大学学报(理学版). 2012(02)
本文编号：3474515
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半无限大金属/电介质界面SPs电场及表面电荷分布[60]
硕士学位论文SPWs2) ，SPWs2 穿过表面浮雕光栅同样可以激发在表SPWs1。如图1.3(a)所示为基于表面浮雕光栅的SPs干涉，当表面浮雕光栅的周期为450.4 nm，光栅的槽宽为22膜的厚度为30 nm时，他们数值模拟了所得的干涉图案的图案对比度的最小值为0.35，大于一般负光刻胶要求的最长结构的实际制备中。相比于图1.3(b)中的基于金属透射干涉图案和电场强度的均匀性方面具有优越性。
Yao Chaoping 等[29]提出了基于厚金属掩模的法布里-珀罗腔的 SPs 纳米光刻，如图1.4 所示为光刻结构示意图，通过聚焦离子束精确控制狭缝的形状和尺寸，玻璃基底和光刻胶的折射率分别为 1.54 和 1.60，入射光为波长为 436 nm 的 TM 偏振光，如图 1.5(a)，(b) 所示为当金属银光栅的缝宽为 40 nm 时，厚度分别为 60 nm 和 200 nm 时的透射场分布，在图 1.5(a)中电场不仅分布在狭缝的位置上，而且还存在于金属表面上。增加金属
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于十字连通形环形谐振腔金属-介质-金属波导的折射率传感器和滤波器[J]. 祁云平,张雪伟,周培阳,胡兵兵,王向贤. 物理学报. 2018(19)
[2]Theoretical study of micro-optical structure fabrication based on sample rotation and two-laser-beam interference[J]. 陈宜臻,王向贤,王茹,杨华,祁云平. Chinese Physics B. 2017(05)
[3]Theoretical investigation of hierarchical sub-wavelength photonic structures fabricated using high-order waveguide-mode interference lithograph[J]. 王茹,王向贤,杨华,祁云平. Chinese Physics B. 2017(02)
[4]TE0导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究[J]. 王茹,王向贤,杨华,叶松. 物理学报. 2016(09)
[5]环氧树脂类双偶氮苯聚合物BP-2A-35-CN表面起伏光栅刻写研究[J]. 王向贤,王小东,杨华,叶松,余建立. 功能材料. 2015(20)
[6]Surface Plasmon Interference Lithography Assisted by a Fabry-Perot Cavity Composed of Subwavelength Metal Grating and Thin Metal Film[J]. 梁慧敏,王景全,王学,王桂梅. Chinese Physics Letters. 2015 (10)
[7]海胆状金纳米粒子表面形貌对表面增强喇曼散射特性的影响（英文）[J]. 李军朋,周骏,姜涛,刘雁婷. 光子学报. 2015(04)
[8]Enhanced surface plasmon interference lithography from cavity resonance in the grating slits[J]. 郭凯,刘建龙,周可雅,刘树田. Chinese Physics B. 2015(04)
[9]表面等离子体干涉光刻理论计算(英文)[J]. 王向贤,叶松,余建立,许雪艳,许明坤. 浙江大学学报(理学版). 2012(02)
本文编号：3474515
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