本文關(guān)鍵詞：亞波長(zhǎng)金屬光柵偏振特性及制作工藝研究

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【摘要】：亞波長(zhǎng)金屬光柵引起人們廣泛的研究興趣,其周期小于工作波長(zhǎng)而具有特殊的衍射光場(chǎng)。亞波長(zhǎng)金屬光柵對(duì)入射光中的TM模高透射且對(duì)TE模高反射,具有良好的偏振性能,且其具有體積小、光譜寬、易集成等傳統(tǒng)光柵器件不具有的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。本文研究了應(yīng)用于新型相機(jī)中的金屬光柵偏振片,重點(diǎn)研究了一維亞波長(zhǎng)金屬光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其偏振性能的影響,并探索了其制作工藝,為其在實(shí)際應(yīng)用中提供了可靠的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本論文主要做了以下幾個(gè)方面的研究:首先,對(duì)光柵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。介紹了亞波長(zhǎng)光柵基于麥克斯韋方程組解的兩種數(shù)值計(jì)算方法:時(shí)域有限差分法(FDTD)和嚴(yán)格耦合波法(RCWA)。利用以這兩種算法為核心的軟件Rsoft,仿真計(jì)算了亞波長(zhǎng)金屬光柵的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其偏振特性的影響,得出了優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)。其次,進(jìn)行了亞波長(zhǎng)金屬光柵的基本的制作工藝研究。創(chuàng)新點(diǎn)為:用一層硅掩膜來(lái)分別改善金屬刻蝕工藝中兩個(gè)難題,刻蝕殘留物難移除及傳統(tǒng)的光刻膠掩膜不耐刻蝕。并測(cè)試得到刻蝕金屬的截面形貌,提高了刻蝕的深寬比。最后,開(kāi)發(fā)了一種雙層結(jié)構(gòu)金屬光柵,它在制作工藝上可以避開(kāi)金屬刻蝕這一工藝難點(diǎn)的。通過(guò)仿真計(jì)算得出其在某一波段較單層結(jié)構(gòu)有更佳的偏振特性。完成了雙層結(jié)構(gòu)光柵的制作工藝,并利用橢偏儀對(duì)其偏振特性進(jìn)行測(cè)試,對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：亞波長(zhǎng)金屬光柵 偏振性能 刻蝕 硅掩膜 雙層金屬結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 偏振成像技術(shù)及其應(yīng)用前景8-10
• 1.2 亞波長(zhǎng)光柵研究背景及應(yīng)用前景10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3.1 亞波長(zhǎng)光柵理論及應(yīng)用國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 亞波長(zhǎng)光柵制作工藝國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.4 課題研究意義及主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.4.1 課題研究意義18-19
• 1.4.2 課題研究主要內(nèi)容19-20
• 2 亞波長(zhǎng)光柵數(shù)值計(jì)算方法20-28
• 2.1 嚴(yán)格耦合波分析法20-23
• 2.2 時(shí)域有限差分法23-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 3 亞波長(zhǎng)金屬光柵的結(jié)構(gòu)優(yōu)化28-37
• 3.1 等效介質(zhì)理論分析法28-30
• 3.2 亞波長(zhǎng)金屬光柵的數(shù)值仿真30-35
• 3.2.1 金屬材料的色散模型建立30-32
• 3.2.2 光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化32-35
• 3.3 本章小結(jié)35-37
• 4 亞波長(zhǎng)金屬光柵制作工藝研究37-54
• 4.1 基本工藝流程37-41
• 4.2 關(guān)鍵工藝研究41-47
• 4.2.1 刻蝕中的光刻膠損耗41-43
• 4.2.2 金屬刻蝕中殘留物的影響43-47
• 4.3 工藝的改進(jìn)47-53
• 4.3.1 改進(jìn)工藝流程簡(jiǎn)介47-51
• 4.3.2 改進(jìn)工藝樣品檢測(cè)51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 雙層亞波長(zhǎng)金屬光柵的制備與性能測(cè)試54-62
• 5.1 雙層亞波長(zhǎng)金屬光柵結(jié)構(gòu)優(yōu)化54-56
• 5.2 雙層亞波長(zhǎng)金屬光柵制作工藝56-59
• 5.3 偏振特性測(cè)試59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 6 總結(jié)與展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：715494