亞波長結(jié)構(gòu)指的是尺寸小于入射波長的二元光學(xué)表面結(jié)構(gòu)。當(dāng)多臺(tái)階亞波長結(jié)構(gòu)的特征尺寸遠(yuǎn)小于入射波長時(shí),每一層亞波長結(jié)構(gòu)類似于傳統(tǒng)光學(xué)元件表面折射率均勻的增透膜。通過對該結(jié)構(gòu)的周期、占空比、高度進(jìn)行計(jì)算與仿真可獲得具有增透效應(yīng)的亞波長結(jié)構(gòu)。本文從設(shè)計(jì)理論以及制作工藝兩方面對多臺(tái)階亞波長結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,將傳統(tǒng)紅外寬帶增透膜理論與亞波長結(jié)構(gòu)的等效介質(zhì)理論結(jié)合,并利用嚴(yán)格耦合波理論進(jìn)行分析,最終得出三臺(tái)階亞波長結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。最后,將仿真理論與制作工藝結(jié)合考慮,通過設(shè)計(jì)合適范圍的結(jié)構(gòu)參數(shù),在得到最佳透過率的基礎(chǔ)上,并降低了單臺(tái)階結(jié)構(gòu)制作工藝的成本與難度;以及三臺(tái)階結(jié)構(gòu)可以提高器件的工藝容差。本文的主要內(nèi)容簡述如下:（1）介紹了等效介質(zhì)理論,并將該理論與傳統(tǒng)紅外寬帶增透膜理論相結(jié)合推導(dǎo)出多臺(tái)階結(jié)構(gòu)的近似結(jié)構(gòu)參數(shù)。討論了亞波長結(jié)構(gòu)對于任意入射光僅存在零級衍射時(shí)對應(yīng)的周期閾值。（2）介紹了嚴(yán)格耦合波理論,將等效介質(zhì)理論與紅外寬帶增透膜理論得出的多臺(tái)階近似結(jié)構(gòu)參數(shù)作為參考值,利用以嚴(yán)格耦合波理論為基礎(chǔ)編寫的MATLAB程序進(jìn)行仿真,最終得出最佳透過率時(shí)對應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。利用掩膜版制作軟件L-Edit繪制... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲波在電磁波譜中的位置圖

圖 1-2 光學(xué)和電子學(xué)歷史發(fā)展圖 二元光學(xué)器件本身具有體積小，衍射效率高等特點(diǎn)，可以應(yīng)用到對系統(tǒng)本體積以及探測有嚴(yán)格要求的國防與軍事方面[18]。二元光學(xué)器件本身具有易復(fù)制作成本低的特性，同樣也可以應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)以及生活方面。利用二元光學(xué)構(gòu)成以折射和衍射原理為基礎(chǔ)的復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，利用普通折射元件可以提供焦功能，再利用二元光學(xué)結(jié)構(gòu)可以對多種像差進(jìn)行校正的特性，可以對光學(xué)的質(zhì)量產(chǎn)生大幅度的提高。 1.3.2 二元光學(xué)器件設(shè)計(jì)理論對于二元光學(xué)器件的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)光學(xué)的相位恢復(fù)相似，即利用已知的入射和對應(yīng)輸出面上的光場，計(jì)算輸入面上元件的相位，從而正確的對入射光場調(diào)制，使得輸出圖樣的精度較高，從而可以達(dá)到相關(guān)功能。近年來，隨著微工水平的不斷發(fā)展以及衍射元件應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，對衍射微光學(xué)器件的的要求也越來越高，對二元光學(xué)器件的設(shè)計(jì)理論正在漸漸的從傳統(tǒng)的標(biāo)量衍

二元光學(xué)器件主流制作方法是掩模版在經(jīng)過數(shù)次圖形轉(zhuǎn)移后，經(jīng)過套階式浮雕表面結(jié)構(gòu)以及在無掩模的情況下利用直寫的方法。傳統(tǒng)套刻法身制作過程的原因，會(huì)導(dǎo)致其加工環(huán)節(jié)比較多、生產(chǎn)周期比較長、以及精度控制困難等一系列問題，使得所制作的二元學(xué)器件精度較低。直寫種在無掩模的情況下進(jìn)行光刻的技術(shù)，主要包括激光束直寫、電子束直適用于制作單件多階相位或者是結(jié)構(gòu)簡單的連續(xù)浮雕輪廓器件�；叶妊谇罢谔剿髦械囊环N二元光學(xué)器件制作方法，其通過制作一張帶有不同的掩模版，以用來精確控制曝光量，從而得到三維浮雕結(jié)構(gòu)。與利用直行連續(xù)浮雕結(jié)構(gòu)的制作相比，灰度掩模法制作大規(guī)模低成本的浮雕結(jié)構(gòu)。 臺(tái)階型浮雕結(jié)構(gòu)輪廓的二元光學(xué)器件是利用標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模集成電路制作的，即傳統(tǒng)的刻蝕法。首先制作掩模版，接著是利用光刻技術(shù)將掩模形轉(zhuǎn)印到光刻膠上，再利用刻蝕技術(shù)將光刻膠表面圖形轉(zhuǎn)移到待刻蝕的在基底表面形成所需要的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。如果想得到多臺(tái)階浮雕結(jié)構(gòu)，需要上述工藝過程，如圖 1-3 所示

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太赫茲科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用的新發(fā)展[J]. 劉盛綱,鐘任斌.  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(05)
[2]三級微電子封裝技術(shù)[J]. 況延香,朱頌春.  電子工藝技術(shù). 2004(03)
[3]紅外30μm亞波長抗反射光柵的制作[J]. 曹召良,盧振武,張平,王淑榮,趙晶麗,李鳳有.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2004(01)
[4]亞波長結(jié)構(gòu)對10.6μm的抗反射表面的研制[J]. 陳思鄉(xiāng),易新建,李毅.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2001(08)
[5]二維表面浮雕結(jié)構(gòu)的矢量衍射分析[J]. 魚衛(wèi)星,盧振武,王鵬,翁志成.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2001(08)

博士論文
[1]亞波長結(jié)構(gòu)中的太赫茲波共振及其在成像中的應(yīng)用[D]. 丁嵐.華中科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]太赫茲增透窗口設(shè)計(jì)與制作[D]. 胡曉東.電子科技大學(xué) 2017
[2]亞波長結(jié)構(gòu)寬波段抗反射工藝的研究[D]. 陳鵬杰.電子科技大學(xué) 2013



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