微纳尺度衍射光栅的制造方法及其应用实验研究
发布时间：2021-02-02 15:48
光栅作为光信息传感的关键器件,在光谱分析、全息投影、光学防伪和工程测量领域都有着重要应用[1]。微纳尺度衍射光栅由于尺度小,衍射光谱和三维形貌密切相关,其结构设计也涉及物理,数学优化和数值计算方法等;并且实验制备时需采用集成电路领域的芯片制造工艺[2],譬如光刻,刻蚀,纳米压印,微电铸,成膜和清洗等制备技术。因此,微纳尺度衍射光栅的设计和制造难度大,更难于批量生产。随着光刻技术在微纳半导体器件制造领域的快速发展[3],微纳尺度衍射光栅的高精度微纳制造研究也备受关注。本论文围绕零级衍射光栅的理论设计和实验制备展开了系统研究,课题内容属光栅制造领域研究前沿,主要取得了以下研究成果:（1）提出了一种微纳尺度衍射光栅的设计方法。依据严格的耦合波理论,优化设计得到多个解,并通过误差分析判定最优解。（2）对基于零级衍射光致变色效应的光栅结构进行了蒙特卡洛模拟和工艺误差分析,结合现有工艺条件,确定了最佳光栅结构参数。（3）采用电子束曝光、纳米压印、微电铸和模压技术,实现了硅-树脂-金属镍-树脂等不同材料之间的光栅图纹的复制转换。制备出...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单缝衍射光场强度分布图
图 2-2 亚波长衍射光栅结构示意图维矩形亚波长光栅结构示意图中，光栅结构依次可划分为以下三个区 I，z d为透射区 II，和0 z d为光栅区 G。其中区域 I、II
R-Soft仿真模拟衍射效率曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]High focusing grating reflectors with TE-polarized normal incidence[J]. 马婷,袁晓东,叶卫民,徐威,秦石乔,朱志宏. Chinese Optics Letters. 2014(02)
[2]手术显微镜的研究进展及发展展望[J]. 刘剑峰,陈斌,倪勇. 医疗卫生装备. 2013(10)
[3]ICP刻蚀硅形貌控制研究[J]. 刘欢,周震,刘惠兰,冯丽爽,王坤博. 传感技术学报. 2011(02)
[4]激光全息防伪技术的发展及展望[J]. 童娟. 硅谷. 2010(13)
[5]亚波长光栅反射特性研究[J]. 郭楚才,叶卫民,袁晓东,张检发,曾淳,季家镕. 光学学报. 2009(12)
[6]纳米压印技术进展及应用[J]. 罗康,段智勇. 电子工艺技术. 2009(05)
[7]亚波长金属偏振分束光栅设计分析[J]. 赵华君,杨守良,张东,梁康有,程正富,石东平. 物理学报. 2009(09)
[8]影响亚波长衍射光栅零级衍射效率的参数分析[J]. 张泽全,沈国土,张大伟,黄元申,庄松林. 郑州大学学报(理学版). 2008(04)
[9]亚波长偏振光栅的研究进展[J]. 赵华君,袁代蓉,吴正茂. 激光与光电子学进展. 2008(03)
[10]亚波长光栅的衍射效率[J]. 张泽全,黄元申,庄松林,饶小红,沈国土. 仪器仪表学报. 2007(04)
博士论文
[1]多层衍射光学元件衍射效率的研究[D]. 杨亮亮.长春理工大学 2013
[2]衍射光栅效率自动测试仪光学系统设计与测量误差修正方法研究[D]. 寇婕婷.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[3]导模共振亚波长器件的机理及特性研究[D]. 王琦.上海理工大学 2012
[4]10纳米以下图形电子束曝光的研究[D]. 段辉高.兰州大学 2010
[5]WDM薄膜滤光片和分束器的设计与制造研究[D]. 李晓平.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]大面积亚波长光栅的制造和应用[D]. 王懋奇.华中科技大学 2017
[2]基于亚波长光栅的防伪技术研究[D]. 雷声.华中科技大学 2016
[3]基于亚波长光栅防伪器件的研究[D]. 李一.华中科技大学 2015
[4]亚波长光栅及其应用的研究[D]. 张曦.华中科技大学 2012
本文编号：3014957
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单缝衍射光场强度分布图
图 2-2 亚波长衍射光栅结构示意图维矩形亚波长光栅结构示意图中，光栅结构依次可划分为以下三个区 I，z d为透射区 II，和0 z d为光栅区 G。其中区域 I、II
R-Soft仿真模拟衍射效率曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]High focusing grating reflectors with TE-polarized normal incidence[J]. 马婷,袁晓东,叶卫民,徐威,秦石乔,朱志宏. Chinese Optics Letters. 2014(02)
[2]手术显微镜的研究进展及发展展望[J]. 刘剑峰,陈斌,倪勇. 医疗卫生装备. 2013(10)
[3]ICP刻蚀硅形貌控制研究[J]. 刘欢,周震,刘惠兰,冯丽爽,王坤博. 传感技术学报. 2011(02)
[4]激光全息防伪技术的发展及展望[J]. 童娟. 硅谷. 2010(13)
[5]亚波长光栅反射特性研究[J]. 郭楚才,叶卫民,袁晓东,张检发,曾淳,季家镕. 光学学报. 2009(12)
[6]纳米压印技术进展及应用[J]. 罗康,段智勇. 电子工艺技术. 2009(05)
[7]亚波长金属偏振分束光栅设计分析[J]. 赵华君,杨守良,张东,梁康有,程正富,石东平. 物理学报. 2009(09)
[8]影响亚波长衍射光栅零级衍射效率的参数分析[J]. 张泽全,沈国土,张大伟,黄元申,庄松林. 郑州大学学报(理学版). 2008(04)
[9]亚波长偏振光栅的研究进展[J]. 赵华君,袁代蓉,吴正茂. 激光与光电子学进展. 2008(03)
[10]亚波长光栅的衍射效率[J]. 张泽全,黄元申,庄松林,饶小红,沈国土. 仪器仪表学报. 2007(04)
博士论文
[1]多层衍射光学元件衍射效率的研究[D]. 杨亮亮.长春理工大学 2013
[2]衍射光栅效率自动测试仪光学系统设计与测量误差修正方法研究[D]. 寇婕婷.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[3]导模共振亚波长器件的机理及特性研究[D]. 王琦.上海理工大学 2012
[4]10纳米以下图形电子束曝光的研究[D]. 段辉高.兰州大学 2010
[5]WDM薄膜滤光片和分束器的设计与制造研究[D]. 李晓平.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]大面积亚波长光栅的制造和应用[D]. 王懋奇.华中科技大学 2017
[2]基于亚波长光栅的防伪技术研究[D]. 雷声.华中科技大学 2016
[3]基于亚波长光栅防伪器件的研究[D]. 李一.华中科技大学 2015
[4]亚波长光栅及其应用的研究[D]. 张曦.华中科技大学 2012
本文编号：3014957
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