具有納米特征尺度的紅光高清光學(xué)頭物鏡研究.pdf

1、紅光高清光存儲(chǔ)，主要基于高性能的光學(xué)頭物鏡來(lái)縮小紅光焦斑尺寸并通過改進(jìn)物理存儲(chǔ)格式等，實(shí)現(xiàn)大容量、高密度的信息存儲(chǔ)。為縮小紅光焦斑尺寸，需要設(shè)計(jì)突破衍射極限的光學(xué)頭物鏡。本文設(shè)計(jì)、制作了用于紅光高清光學(xué)頭的原理性衍射物鏡。
　　 研究顯示，平面波角譜衍射理論可以被有效地用于具有微納米特征尺度的衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本文分別使用光程差算法和迭代角譜算法，設(shè)計(jì)由大量具有微納米特征尺度的精細(xì)衍射結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的衍射物鏡。通過對(duì)所設(shè)計(jì)的精細(xì)相

2、位結(jié)構(gòu)進(jìn)行光場(chǎng)的聚焦特性模擬再現(xiàn)表明，使用迭代角譜算法設(shè)計(jì)得到的微納衍射光學(xué)結(jié)構(gòu)更為精細(xì)，衍射效率更高、焦斑尺寸更小，適合于構(gòu)造具有高衍射聚焦效能的光學(xué)頭物鏡。
　　 在有效設(shè)計(jì)光學(xué)頭衍射物鏡的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)了基于標(biāo)準(zhǔn)微納工藝的制作工藝流程，主要包括以下關(guān)鍵步驟：（一）制作雙面生長(zhǎng)SiO2 膜層的[100]晶向硅片；
　　 （二）設(shè)計(jì)電子束曝光用光掩模微納精細(xì)版圖；（三）采用單步電子束曝光，將掩模版圖上的圖形轉(zhuǎn)印到電

3、子束曝光膠上，得到具有微納米特征尺度的精細(xì)圖形結(jié)構(gòu)；
　　 （四）經(jīng)Advanced Oxide Etching（AOE）干法刻蝕，將電子束光刻膠圖形轉(zhuǎn)印到SiO2掩模上；（五）利用[100]晶向硅片在KOH 溶液中的各向異性腐蝕特性，以SiO2 為保護(hù)膜層，進(jìn)行第一次濕法腐蝕，形成倒金字塔形的微細(xì)結(jié)構(gòu)；（六）去除SiO2 掩模后，進(jìn)行第二次KOH 濕法腐蝕，直至形成多臺(tái)階的連續(xù)浮雕微納精細(xì)結(jié)構(gòu)為止。
　　 對(duì)所制物鏡進(jìn)