啁啾光纤光栅相位掩模槽形控制新方法研究

在啁啾光纤光栅相位掩模的制作中,针对光刻胶光栅槽形要求比较高的问题,提出离子束刻蚀和反应离子束刻蚀相结合的方法,来实现对相位掩模槽形占宽比的控制.运用高级线段运动算法模拟分析刻蚀中的图形演化,用Ar离子束刻蚀对光刻胶光栅掩模形貌进行修正,然后采用CHF3反应离子束刻蚀,实验和模拟均表明,Ar离子束刻蚀能很好的改善掩模与基片交界处的基片侧壁形貌,使得在CHF3反应离子束刻蚀下能得到较小的占宽比.对槽形控制提供了有意义的实验手段.     

软X射线偏折仪用自支撑莫尔光栅研制

介绍了莫尔光栅制作的主要方法和进展。利用紫外光刻、离子束刻蚀技术制作自支撑金莫尔光栅，讨论了金膜厚度要求、电镀金膜质量和光栅占空比控制等影响莫尔光栅质量的关键技术问题。实验结果表明，通过设计较小占空比的光栅掩模、紫外光刻时擦除基片边缘的光刻胶棱以消除衍射效应、离子束刻蚀时基片倾斜一定的角度旋转刻蚀等措施可以改善自支撑金莫尔光栅的占空比。     

Ar/CHF_3反应离子束刻蚀SiO_2的研究

介绍了Ar/CHF3反应离子束刻蚀和离子束入射角对图形侧壁陡直度及刻蚀选择比的影响。使用紫外曝光技术在SiO2基片上获得光刻胶掩模图形,采用Ar CHF3来刻蚀石英基片,调节二者的流量配比,混合后通入离子源。在Ar和CHF3的流量比为1∶2,总压强为2×10-2Pa,离子束流能量为450 eV,束流为80 mA,加速电压220 V~240 V,离子束入射角15°并旋转样品台的情况下,刻蚀20 min后,得到光栅剖面倾角陡直度为80°~90°。同时发现,添加CHF3后,提高了SiO2的刻蚀速率和刻蚀SiO2与光刻胶的选择比,最高可达7∶1。     

Ar/CHF3反应离子束刻蚀SiO2的研究

介绍了Ar/CHF3反应离子束刻蚀和离子束入射角对图形侧壁陡直度及刻蚀选择比的影响.使用紫外曝光技术在SiO2基片上获得光刻胶掩模图形,采用Ar+CHF3来刻蚀石英基片,调节二者的流量配比,混合后通入离子源.在Ar和CHF3的流量比为12,总压强为2×10-2 Pa,离子束流能量为450 eV,束流为80 mA,加速电压220 V～240 V,离子束入射角15°并旋转样品台的情况下,刻蚀20 min后,得到光栅剖面倾角陡直度为80°～90°.同时发现,添加CHF3后,提高了SiO2的刻蚀速率和刻蚀SiO2与光刻胶的选择比,最高可达71.     

线性啁啾相位掩模的研制

利用严格耦合波理论分析了线性啁啾相位掩模的衍射特性,得到只有当相位掩模的占宽比在0.37～0.50之间,槽形深度在242～270 nm之间时,才能保证零级衍射效率小于2%.同时正负一级的衍射效率大于35%.在此基础上,利用全息一离子束刻蚀和反应离子柬刻蚀相结合的新方法,制作了中心周期为1000 nm,啁啾率1 nm/mm,有效面积为100 mmX10 mm的线性啁啾相位掩模.发现先用短时间Ar离子束刻蚀对光刻胶光栅掩模槽形进行修正,然后采用CHF3反应离子束刻蚀,能得到更合适的占宽比,从而确定了刻蚀新工艺.实验测量表明其零级衍射效率小于2%,正负一级衍射效率大于35%,最大非线性系数为1.6%.理论分析表明该相位掩模能够满足制作线性啁啾光纤光栅的需要.     

色分离光栅对光束近场调制影响实验研究

介绍了一种用于惯性约束聚变研究的CSG衍射光栅研制情况,衍射光栅的制作采用离子束刻蚀的方法,光栅刻蚀面积为80mm×80mm。利用星光Ⅱ高功率固体激光装置实验平台对光路中插入衍射光栅后的光束近场调制变化进行了实验测试。实验结果表明,在低功率密度条件下(0.005GW/cm2)光路中插入CSG衍射光栅后,光束近场调制度没有明显的增加,相对于光束本身的调制来说,由光栅带来的调制为细微的小量调制。     

离子束刻蚀位相型Ronchi光栅研究

本文报道了采用紫外光刻和离子束刻蚀方法制作位相型Ｒｏｎｃｈｉ光栅的工艺技术，并对其衍射特性进行了讨论，同时给出实验结果。     

离子束刻蚀位相型Ronchi光栅研究

本文报道了采用紫外光刻和离子束刻蚀方法制作位相型Ｒｏｎｃｈｉ光栅的工艺技术，并对其衍射特性进行了讨论，同时给出实验结果。     

光刻胶灰化技术用于同步辐射闪耀光栅制作

在分析光刻胶光栅浮雕图形缺陷成因的基础上,首次将光刻胶灰化工艺引入到全息－离子束刻蚀制作闪耀光栅工艺中,并成功地为国家同步辐射实验室光化学站制作了１２００１／ｍｍ,闪耀波长为１３０ｎｍ的锯齿槽形光栅。测试结果表明光刻胶灰化处理对制作大面积优质的光刻胶光栅非常有效和实用。     

反应离子束刻蚀应用于光刻胶灰化技术研究

以AZl500光刻胶为例，将氧气作为工作气体的反应离子束刻蚀工艺用于光刻胶图形的灰化处理，以去除经紫外曝光-显影后光栅中的残余光刻胶。研究结果表明灰化速率有随束流密度呈线性增加的趋势。经过反应离子束刻蚀后，光栅槽底残余光刻胶被去除干净，同时线条的宽度变细，在一定程度上达到修正光刻胶光栅线条占空比的目的。用原子力显微镜检测，无光刻胶的K9基片表面在灰化工艺前后其粗糙度无明显变化。该工艺具有良好的可控性，解决了在厚基片上制作大口径衍射光学元件时残余光刻胶的去除问题。     

台槽刻蚀对埋栅型静电感应晶体管特性的影响

对埋栅型SIT,为切断栅极和源极（或阴极）之间在外延过程中形成的连体,打开栅电极区,进行外延后的台面刻蚀,对台面刻蚀的深度和形状进行研究;为消除栅墙外划片边界造成的各种寄生效应,在有源区的外面挖深槽,以保证栅源击穿发生在内部、实现击穿接近理论值。对先刻蚀台面还是先刻蚀槽的问题做了实验对比,结果发现先台后槽更有利于器件特性的改善。     

红外30μm亚波长抗反射光栅的制作

利用严格耦合波理论设计出亚波长抗反射光栅,并通过等离子体辅助刻蚀制作出了立方状抗反抗光栅．测量结果发现该光栅具有良好的增透特性,并且测得光栅参数和理论设计参数基本一致,表明等离子体辅助刻蚀是制作深光栅的有效方法．对实验结果进行了分析和讨论,结果表明,临界周期点随折射率的变化规律在亚波长抗反射光栅的制作中有重要的作用．     

975nm分布反馈激光器一级光栅的制备

优化设计了975 nm分布反馈激光器的一级布拉格光栅结构.将纳米压印技术与干法刻蚀工艺相结合制备周期为148 nm的光栅结构,通过优化调整刻蚀气体流量比、腔室压强和偏压功率等参数,得到了合适的光栅刻蚀工艺参数.扫描电子显微镜测试显示,光栅周期为148 nm,占空比接近50％,深度合适,表面形貌、连续性和均匀性良好.将所制备光栅应用于975 nm分布反馈激光器中,激光器输出性能良好,波长随温度漂移系数小,光栅对波长的锁定效果良好.     

Fabrication and Evaluation of Bragg Gratings on Optimally Designed Silicon-on-Insulator Rib Waveguides Using Electron-Beam Lithography

报道了一种用电子束曝光的方法在绝缘体上硅的脊状光波导上制做布拉格光栅的技术.考虑到实际的光子学集成的应用,讨论了这个带有布拉格光栅的脊状光波导的优化设计,给出了该布拉格光栅的测试和理论模拟结果.通过薄化绝缘体上硅的波导层的厚度和光栅的深腐蚀加工,获得了高达30cm-1的光栅耦合系数.     

感应耦合等离子体技术用于熔融石英表面凹凸光栅的刻蚀

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是一种新的干法刻蚀技术,具有刻蚀速率高和各向异性刻蚀等优点,并且能够独立控制等离子体密度和自偏置电压。然而,在利用这种技术进行刻蚀的过程中,经常会发生聚合物的沉积,从而阻碍了刻蚀过程的继续。我们报道了在熔融石英表面刻蚀光栅时不产生聚合物沉积的技术,给出了优化参数。所制作的熔融石英普通光栅和600线／mm的高密度光栅的表面很干净,没有聚合物沉积。光栅衍射效率的实际测量值和预期的理论值吻合得很好。最后还研究了ICP技术的刻蚀速度,刻蚀均匀性和过程可重复性等参数。     

用电子束曝光方法在优化设计的绝缘体上硅脊状波导上实现布拉格光栅的制作和评价

报道了一种用电子束曝光的方法在绝缘体上硅的脊状光波导上制做布拉格光栅的技术.考虑到实际的光子学集成的应用,讨论了这个带有布拉格光栅的脊状光波导的优化设计,给出了该布拉格光栅的测试和理论模拟结果.通过薄化绝缘体上硅的波导层的厚度和光栅的深腐蚀加工,获得了高达30cm-1的光栅耦合系数.     

聚合物波导光栅耦合器的衍射场仿真

为了实现横截面尺寸为50 m50 m的聚硅氧烷聚合物光波导的耦合转向问题,设计了一种表面覆盖高折射率包层的多层蚀刻光栅耦合器。首先,分析了影响聚合物波导光栅耦合器耦合效率的结构因素;然后,采用在光栅表面蚀刻高折射率层的方法,提高了聚合物波导光栅耦合器的耦合效率;接着,对不同的周期（范围:100~4 000 nm）和不同的蚀刻深度（范围:0~50 000 nm）进行排列组合,形成不同的光栅结构,基于时域有限差分法编写程序,遍历所有情况,得到不同光栅结构下的光场情况以及其耦合效率,找到使耦合效率最大的周期以及蚀刻深度。最后,设计了多层蚀刻的光栅耦合器,进一步提高耦合效率。当蚀刻深度为5 000 nm,光栅周期为2 600 nm时,带高折射率层的聚硅氧烷聚合物光波导均匀光栅耦合器的耦合效率达到最大,为17.2%。采用多层蚀刻的方式,对结构进行优化,其耦合效率能达到37.4%。为聚硅氧烷聚合物光波导在光互连中的实际应用提供了理论依据。     

Freestanding GaN Resonant Gratings at Telecommunication Range

We theoretically and experimentally demonstrate a freestanding gallium nitride (GaN) resonant grating at telecommunication range. The optical responses of the freestanding GaN resonant gratings are analyzed by the rigorous coupled-wave analysis method. The freestanding GaN resonant gratings are validated on 850-nm freestanding membrane by a combination of electron beam lithography, fast atom beam, etching, and deep reactive ion etching. The polarization properties of such freestanding GaN resonant gratings are demonstrated in reflectance measurements, and the experimental results correspond well to the theoretical model. The strong resonant peaks show a clear dependence on the duty ratio under transverse magnetic polarization, and a promising resonant peak of the fabricated freestanding GaN resonant grating, in which the grating period $P$ is 1500 nm, the grating height $h$ is 230 nm, and the grating width is 280 nm, is observed at 1516.4 nm with a full-width at half-maximum of 4 nm.      

离子束刻蚀正交位相型Ronchi光栅研究

本文报道了采用紫外光刻和离子束刻蚀方法制作正交位相互Ｒｏｎｃｈｉ的工艺技术,并讨伐春衍射效率,给出公式及实验结果。