PDF《TE0 导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究 王茹 王向贤 ...》

TE0 导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究 王茹 王向贤 杨华 叶松 Theoretical investigation of adjustable period sub-wavelength grating inscribed by TE0 waveguide modes interference lithography Wang Ru Wang Xiang-Xian Yang Hua Ye Song 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 65,

094206 (2016) DOI: 10.

7498/aps.65.094206 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.65.094206 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2016/V65/I9 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 全介质光栅在太赫兹波段的光调控特性 Optical modulation characteristics of all-dielectric grating at terahertz frequencies 物理学报.2016, 65(7):

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154211 http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.154211 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.

9 (2016)

094206 TE0导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究? 王茹1) 王向贤1)? 杨华1) 叶松2) 1)(兰州理工大学理学院, 兰州 730050) 2)(巢湖学院机械与电子工程学院, 合肥 238000) (

2015 年12 月3日收到;

2016 年1月7日收到修改稿 ) 通过棱镜耦合激发非对称金属包覆介质波导结构中的 TE0 导波模式, 利用两束 TE0 模的干涉从理论上 实现了周期可调的亚波长光栅刻写. 分析了 TE0 模式的色散关系, 刻写亚波长光栅的周期与激发光源、 棱镜 折射率、 光刻胶薄膜厚度及折射率之间的关系. 用有限元方法数值模拟了金属薄膜、 光刻胶薄膜和空气多层结 构中 TE0 导模的干涉场分布. 研究发现, 激发光源波长越短, TE0 模干涉刻写的亚波长光栅周期越小;

光刻 胶越厚, 刻写的亚波长光栅周期越小;

高折射率光刻胶有利于更小周期亚波长光栅的刻写. 相较于表面等离 子体干涉光刻, 基于 TE0 模的干涉可在厚光刻胶条件下通过改变激发光源、 棱镜折射率、 光刻胶材料折射率、 特别是光刻胶薄膜的厚度等多种方式实现对亚波长光栅周期的有效调控. 关键词: 亚波长光栅, 导模, 色散曲线, 有限元方法 PACS: 42.79.Dj, 42.79.Gn, 42.50.St DOI: 10.7498/aps.65.094206

1 引言亚波长光栅作为微纳米光学领域的重要光学 元件, 广泛使用于偏振分光器 [1,2] 、 偏振片 [3,4] 、 集 成光学、光开关、生物成像等 [5] 领域. 由于亚波 长光栅广阔的应用领域, 也使得制备亚波长光栅 的光刻方法多种多样, 诸如常用的聚焦离子束光 刻[6?8] 、 电子束曝光光刻 [9?11] 、 极紫外光刻 [12,13] , 沉浸光刻 [14,15] 、 X 射线光刻 [16,17] 等光刻技术 [18] . 但是以上光刻技术存在成本昂贵, 过程复杂, 而且 产出低等不足.