近紅外波段金屬線柵偏振器的設(shè)計與制作.pdf

1、光偏振技術(shù)在眾多的光學(xué)系統(tǒng)和光網(wǎng)絡(luò)中有十分廣泛的應(yīng)用。其中近紅外波段的偏振器件在環(huán)境保護(hù)，偏振遙感，天文觀測，醫(yī)學(xué)檢測，光通信，液晶波片等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用。亞波長金屬線柵偏振器具有易于集成，波段范圍廣，應(yīng)用波段可定制，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，入射窗口大等特點，可作為近紅外區(qū)域的偏振器件。
　　本文主要對近紅外波段金屬線柵偏振器的設(shè)計和制作方法展開了理論和實驗的研究，主要包括以下幾方面：
　　首先，介紹了研究近紅外波段金屬線柵偏振器件的意

2、義和國內(nèi)外金屬線柵的研究進(jìn)展，并分析了金屬線柵偏振器的工作原理。
　　理論設(shè)計方面，主要介紹了金屬線柵分析中常用時域有限差分法（FDTD）。模擬了應(yīng)用于近紅外波段（900nm~3000nm）的矩形金屬線柵。根據(jù)模擬數(shù)據(jù)選擇了鋁作為金屬線材料，并分析了線柵周期，占空比，線高對金屬線柵偏振性能的影響。
　　然后，結(jié)合實際制作工藝，提出了采用Cu作為抗反膜材料進(jìn)行全息曝光制作光刻膠掩模的方法。分析了全息曝光中駐波效應(yīng)帶來的影響。相

3、比于傳統(tǒng)的聚合物抗反射膜，Cu最終可以作為金屬線柵的功能材料而無需去除。模擬設(shè)計了線柵周期為300nm的梯形形貌的Al-Cu雙層金屬線柵。分析了梯形側(cè)壁傾斜角，底層鋁線高，占空比和入射光角度對雙層線柵偏振性能的影響。
　　工藝制作方面，介紹了全息-離子束刻蝕技術(shù)的基本原理及工藝步驟。采用全息-離子束刻蝕工藝制成了金屬線柵樣品。并通過改進(jìn)全息曝光工藝和選擇合適離子束刻蝕參數(shù)，改善了金屬線柵的形貌。
　　實驗測試方面，采用傅里葉