文档介绍：苏州大学
硕士学位论文
硅表面微光栅结构的纳秒激光干涉刻蚀研究
姓名:朱冀梁
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:陈林森
20090501
硅表面微光栅结构的纳秒激光干涉刻蚀研究中文摘要微光栅结构的制作一直是微加工领域的一个研究热点。由于制作的光栅周期很小,以及成本、环境要求、工艺复杂程度和运行效率等因素,目前适合工业化生产的微光栅结构制作方法较少。本文主要开展了采用纳秒激光干涉刻蚀的方法在硅片表面直接制作微光栅结构的研究,完成了相关的实验和测试。本文的研究内容和主要成果归结如下:⒐庹そ峁沟难苌淝榭龇浅8丛樱樯芰硕云浣蟹治龅睦砺鄯椒ǎ给出了严格耦合波分析法对光栅微结构各级衍射效率的计算公式。使用了砑腄工具进行数值模拟。园氲继灞闷秩ü烫す馄为光源,利用位相光栅进行分束,搭建了多光束纳秒紫外激光干涉刻蚀系统,进行了在硅片表面直接刻蚀微光栅结构的实验。ü⒐庹そ峁梗饬苛不同脉冲个数刻蚀的样品对于不同波长的入射光的反射情况。结果显示,硅片经刻蚀后的光反射少于未经刻蚀的情况,制作的微光栅结构起到了减少硅表面光反射的效果。墓馐缮婵淌词笛樵诠璞砻娼辛硕晃⒐庹そ峁沟闹谱鳎分析与讨论了实验结果,得到的光栅周期为U庵种芷诮峁乖诠
子晶体、生物科学等领域有很好的应用前景。本文的工作提出了一种无需掩模,工艺简洁,制作灵活性好,运行效率和刻蚀精细程度较高的微光栅结构制作方法。改变了硅片表面微结构,优化了硅材料对光能的吸收利用。拓展了大功率激光刻蚀在微加工领域的应用。在实际工业生产中有广泛的应用前景和进一步研究的价值。关键词:微光栅结构,干涉刻蚀,纳秒激光,硅片,反射作者:朱冀梁指导老师:陈林森硅表面微光栅结构的纳秒激光干涉刻蚀研究中文摘要
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蠢韩襻日期:卅,苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明学位论文使用授权声明学位论文独创性声明苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。研究生签名:合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权苏州大学学位办办理。导师签名;期日
第一章言引概述光栅在众多领域里发挥着重要的作用‘K孀殴庋вτ昧煊虻牟欢扩大,人们对光栅这样一种重要的光学器件提出了更多的要求,许多新型的光栅应运而生吲,现代光栅的发展趋于微型化和多样化。当光栅周期与入射光波长相近甚至小于光波长时研究发现其具有一些新的特性@纾惫庹丈涞焦庹け砻妫哂胁环⑸呒洞窝苌洳ǖ奶氐悖具有连续的折射率分布以及光学各向异性,入射光通过后改变了波长、相位、偏振等等。利用这些新特性,光栅可用于防反射表面、偏光器件、光学滤波器、高效衍射器件等光学器件】。如今微光栅结构的制作与应用是一项很有实际意义研究课题。直写法是目前制作微光栅结构的一种主要的方法,它利用激光束或电子束等为工具作用于材料刻划周期性结构,主要有激光直写和电子束直写。自世纪末开始,数控激光加工技术得到了很大的发展【。利用进行激光束直写的方法主要分为单光束直写和多光束干涉直写。单光束激光直写法通常是利用显微物镜将激光束会聚于材料介质上,由计算机控制样品台移动,直接在材料表面曝光,刻划出连续的光栅槽形结构。光栅周期结构的微细程度主要取决于显微物镜的倍率,该方法对激光束的光强稳定性,电子控制以及机械设备的运行精度要求都非常高】。单光束激光直写设备可制作的线条的最小特征尺寸在硅表面微光栅结构的纳秒激光干涉刻蚀研究第一章引言
.考叮V谱餮俏⒚琢考兜南咛跤幸欢ɡ选M钡ジ鼍劢构獾阒行扫描运行,工作效率不高【多光束激光干涉直写法是将激光器的单束激光经衍射、干涉光学等组件扩束准直再分束,最后会聚到材料表面用激光干涉形成的条纹光点作为直写点进行光栅周期结构制作的方法。与单光束直写法相比,多光束激光干涉直写法有自身的优势J紫燃す飧缮嬷毙锤子谥谱骺间频率更高的光栅,增大干涉光夹角,光栅空间频率也随之增大,结构也越微细,可达到亚微米量级。其次干涉直写每个曝光点