亞波長(zhǎng)高對(duì)比度光柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制作.pdf

1、由于傳統(tǒng)的聚焦反射鏡和透射鏡為非球面形且厚度很大，同時(shí)難以與標(biāo)準(zhǔn)的微加工工藝兼容。雖然波片和菲涅爾透鏡是平面鏡且緊湊的元件，但是波片會(huì)吸收大部分的入射光，因此不能滿足低損耗應(yīng)用的需求，而同心的菲涅爾透鏡在微區(qū)范圍內(nèi)難以制作，為其在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)了極大的不便。針對(duì)以上問(wèn)題，我們著重對(duì)一種新型的亞波長(zhǎng)高對(duì)比度光柵（High Contrast Subwavelength Gratings, HCGs）展開研究。這種亞波長(zhǎng)高對(duì)比度光柵具有低

2、損耗、高反射率、以及較強(qiáng)的相位匹配和聚焦能力，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此可以用來(lái)替代傳統(tǒng)的鏡片。但是這種新型的亞波長(zhǎng)高對(duì)比度光柵在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、納米加工工藝及數(shù)據(jù)表征方面存在著相關(guān)問(wèn)題，因此本論文針對(duì)以上問(wèn)題做了以下相關(guān)研究工作。
　　利用矢量衍射理論研究亞波長(zhǎng)光柵，基于嚴(yán)格耦合波理論(RCWA)和時(shí)域有限差分（FDTD）原理，通過(guò)Rsoft仿真軟件對(duì)亞波長(zhǎng)高對(duì)比度光柵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化。
　　設(shè)計(jì)新型亞波長(zhǎng)周期高對(duì)比度光柵（HCGs

3、），研究工作在紅外波段的懸空的絕緣體上硅（Silicon On Insulator, SOI）周期高對(duì)比度光柵，結(jié)合深硅刻蝕技術(shù)，制作SOI周期高對(duì)比度光柵；研究工作在可見光波段的懸空氮化鎵（Gallium Nitride, GaN）周期高對(duì)比度光柵，并結(jié)合氮化物加工技術(shù)和Si加工技術(shù)，利用背后減薄技術(shù)，制備超薄的懸空 GaN周期高對(duì)比度光柵。
　　設(shè)計(jì)新型亞波長(zhǎng)非周期高對(duì)比度光柵（HCGs），在波長(zhǎng)為1.55m時(shí)，由于相位匹配結(jié)