硅基太赫兹增透窗口的设计与工艺研究
发布时间：2021-01-14 01:26
亚波长结构指的是尺寸小于入射波长的二元光学表面结构。当多台阶亚波长结构的特征尺寸远小于入射波长时,每一层亚波长结构类似于传统光学元件表面折射率均匀的增透膜。通过对该结构的周期、占空比、高度进行计算与仿真可获得具有增透效应的亚波长结构。本文从设计理论以及制作工艺两方面对多台阶亚波长结构进行了详细介绍,将传统红外宽带增透膜理论与亚波长结构的等效介质理论结合,并利用严格耦合波理论进行分析,最终得出三台阶亚波长结构的结构参数。最后,将仿真理论与制作工艺结合考虑,通过设计合适范围的结构参数,在得到最佳透过率的基础上,并降低了单台阶结构制作工艺的成本与难度;以及三台阶结构可以提高器件的工艺容差。本文的主要内容简述如下:（1）介绍了等效介质理论,并将该理论与传统红外宽带增透膜理论相结合推导出多台阶结构的近似结构参数。讨论了亚波长结构对于任意入射光仅存在零级衍射时对应的周期阈值。（2）介绍了严格耦合波理论,将等效介质理论与红外宽带增透膜理论得出的多台阶近似结构参数作为参考值,利用以严格耦合波理论为基础编写的MATLAB程序进行仿真,最终得出最佳透过率时对应的结构参数。利用掩膜版制作软件L-Edit绘制...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹波在电磁波谱中的位置图
图 1-2 光学和电子学历史发展图 二元光学器件本身具有体积小，衍射效率高等特点，可以应用到对系统本体积以及探测有严格要求的国防与军事方面[18]。二元光学器件本身具有易复制作成本低的特性，同样也可以应用到工业生产以及生活方面。利用二元光学构成以折射和衍射原理为基础的复杂光学系统，利用普通折射元件可以提供焦功能，再利用二元光学结构可以对多种像差进行校正的特性，可以对光学的质量产生大幅度的提高。 1.3.2 二元光学器件设计理论对于二元光学器件的设计与传统光学的相位恢复相似，即利用已知的入射和对应输出面上的光场，计算输入面上元件的相位，从而正确的对入射光场调制，使得输出图样的精度较高，从而可以达到相关功能。近年来，随着微工水平的不断发展以及衍射元件应用范围的逐渐扩大，对衍射微光学器件的的要求也越来越高，对二元光学器件的设计理论正在渐渐的从传统的标量衍
二元光学器件主流制作方法是掩模版在经过数次图形转移后，经过套阶式浮雕表面结构以及在无掩模的情况下利用直写的方法。传统套刻法身制作过程的原因，会导致其加工环节比较多、生产周期比较长、以及精度控制困难等一系列问题，使得所制作的二元学器件精度较低。直写种在无掩模的情况下进行光刻的技术，主要包括激光束直写、电子束直适用于制作单件多阶相位或者是结构简单的连续浮雕轮廓器件。灰度掩前正在探索中的一种二元光学器件制作方法，其通过制作一张带有不同的掩模版，以用来精确控制曝光量，从而得到三维浮雕结构。与利用直行连续浮雕结构的制作相比，灰度掩模法制作大规模低成本的浮雕结构。 台阶型浮雕结构轮廓的二元光学器件是利用标准的大规模集成电路制作的，即传统的刻蚀法。首先制作掩模版，接着是利用光刻技术将掩模形转印到光刻胶上，再利用刻蚀技术将光刻胶表面图形转移到待刻蚀的在基底表面形成所需要的台阶结构。如果想得到多台阶浮雕结构，需要上述工艺过程，如图 1-3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹科学技术及其应用的新发展[J]. 刘盛纲,钟任斌. 电子科技大学学报. 2009(05)
[2]三级微电子封装技术[J]. 况延香,朱颂春. 电子工艺技术. 2004(03)
[3]红外30μm亚波长抗反射光栅的制作[J]. 曹召良,卢振武,张平,王淑荣,赵晶丽,李凤有. 红外与毫米波学报. 2004(01)
[4]亚波长结构对10.6μm的抗反射表面的研制[J]. 陈思乡,易新建,李毅. 光学学报. 2001(08)
[5]二维表面浮雕结构的矢量衍射分析[J]. 鱼卫星,卢振武,王鹏,翁志成. 光学学报. 2001(08)
博士论文
[1]亚波长结构中的太赫兹波共振及其在成像中的应用[D]. 丁岚.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]太赫兹增透窗口设计与制作[D]. 胡晓东.电子科技大学 2017
[2]亚波长结构宽波段抗反射工艺的研究[D]. 陈鹏杰.电子科技大学 2013
本文编号：2975929
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹波在电磁波谱中的位置图
图 1-2 光学和电子学历史发展图 二元光学器件本身具有体积小，衍射效率高等特点，可以应用到对系统本体积以及探测有严格要求的国防与军事方面[18]。二元光学器件本身具有易复制作成本低的特性，同样也可以应用到工业生产以及生活方面。利用二元光学构成以折射和衍射原理为基础的复杂光学系统，利用普通折射元件可以提供焦功能，再利用二元光学结构可以对多种像差进行校正的特性，可以对光学的质量产生大幅度的提高。 1.3.2 二元光学器件设计理论对于二元光学器件的设计与传统光学的相位恢复相似，即利用已知的入射和对应输出面上的光场，计算输入面上元件的相位，从而正确的对入射光场调制，使得输出图样的精度较高，从而可以达到相关功能。近年来，随着微工水平的不断发展以及衍射元件应用范围的逐渐扩大，对衍射微光学器件的的要求也越来越高，对二元光学器件的设计理论正在渐渐的从传统的标量衍
二元光学器件主流制作方法是掩模版在经过数次图形转移后，经过套阶式浮雕表面结构以及在无掩模的情况下利用直写的方法。传统套刻法身制作过程的原因，会导致其加工环节比较多、生产周期比较长、以及精度控制困难等一系列问题，使得所制作的二元学器件精度较低。直写种在无掩模的情况下进行光刻的技术，主要包括激光束直写、电子束直适用于制作单件多阶相位或者是结构简单的连续浮雕轮廓器件。灰度掩前正在探索中的一种二元光学器件制作方法，其通过制作一张带有不同的掩模版，以用来精确控制曝光量，从而得到三维浮雕结构。与利用直行连续浮雕结构的制作相比，灰度掩模法制作大规模低成本的浮雕结构。 台阶型浮雕结构轮廓的二元光学器件是利用标准的大规模集成电路制作的，即传统的刻蚀法。首先制作掩模版，接着是利用光刻技术将掩模形转印到光刻胶上，再利用刻蚀技术将光刻胶表面图形转移到待刻蚀的在基底表面形成所需要的台阶结构。如果想得到多台阶浮雕结构，需要上述工艺过程，如图 1-3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹科学技术及其应用的新发展[J]. 刘盛纲,钟任斌. 电子科技大学学报. 2009(05)
[2]三级微电子封装技术[J]. 况延香,朱颂春. 电子工艺技术. 2004(03)
[3]红外30μm亚波长抗反射光栅的制作[J]. 曹召良,卢振武,张平,王淑荣,赵晶丽,李凤有. 红外与毫米波学报. 2004(01)
[4]亚波长结构对10.6μm的抗反射表面的研制[J]. 陈思乡,易新建,李毅. 光学学报. 2001(08)
[5]二维表面浮雕结构的矢量衍射分析[J]. 鱼卫星,卢振武,王鹏,翁志成. 光学学报. 2001(08)
博士论文
[1]亚波长结构中的太赫兹波共振及其在成像中的应用[D]. 丁岚.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]太赫兹增透窗口设计与制作[D]. 胡晓东.电子科技大学 2017
[2]亚波长结构宽波段抗反射工艺的研究[D]. 陈鹏杰.电子科技大学 2013
本文编号：2975929
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