基于非對(duì)稱金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)的納米光刻理論研究.pdf

1、本文基于非對(duì)稱金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)，使用棱鏡激發(fā)該結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)模，刻寫(xiě)一維亞波長(zhǎng)光柵和二維多層亞波長(zhǎng)光子結(jié)構(gòu)。通過(guò)分析導(dǎo)模的色散曲線和導(dǎo)模干涉光場(chǎng)分布圖，研究一維亞波長(zhǎng)光柵和二維多層亞波長(zhǎng)光子結(jié)構(gòu)的周期與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系。該制備方法成本低廉，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)出高，為這兩種微納結(jié)構(gòu)的廣泛利用提供了重要的理論參考，并且為以后在實(shí)驗(yàn)中刻寫(xiě)制備多層亞波長(zhǎng)光子結(jié)構(gòu)提供了一種可能的方法。
　　具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)用325nm波長(zhǎng)的激光激發(fā)

2、由Al膜，光刻膠，和空氣組成的非對(duì)稱金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的零階導(dǎo)模，來(lái)刻寫(xiě)不同周期，不同深寬比的亞波長(zhǎng)光柵。通過(guò)零階導(dǎo)模色散曲線理論分析和有限元方法數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)改變光刻膠的厚度和折射率，導(dǎo)模的偏振可以刻寫(xiě)不同周期和不同深寬比的亞波長(zhǎng)光柵，并且刻寫(xiě)的亞波長(zhǎng)光柵最小周期能夠達(dá)90nm。
　　(2)基于非對(duì)稱金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)，利用棱鏡耦合方式激發(fā)該結(jié)構(gòu)中的TE0導(dǎo)模，通過(guò)兩束TE0導(dǎo)模干涉，從而在理論上實(shí)現(xiàn)刻寫(xiě)周期可調(diào)的亞波長(zhǎng)光柵。

3、在研究中，我們用TE0導(dǎo)模的色散曲線，研究了TE0導(dǎo)?？虒?xiě)的亞波長(zhǎng)光柵周期與激發(fā)光波長(zhǎng)、光刻膠厚度和折射率、棱鏡之間的關(guān)系。再用有限元方法模擬的非對(duì)稱金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)中TE0導(dǎo)波模式的干涉電場(chǎng)分布進(jìn)行驗(yàn)證。最后，將TE0導(dǎo)模干涉光刻與表面等離子體干涉光刻進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)由于TE0導(dǎo)模穿透深度相較于SPP更大，故而可實(shí)現(xiàn)在厚光刻膠條件下，改變激發(fā)光波長(zhǎng)、棱鏡折射率、光刻膠折射率、尤其是光刻膠厚度等方法有效調(diào)控亞波長(zhǎng)光柵的周期。
　　(