图案化聚合物表面的形状记忆特性

利用纳秒激光双光束干涉的光刻方法,在光刻胶层制备具有周期性的一维光栅结构样品,并研究其形状记忆特性.结果表明:显影后的样品在环境温度为195℃及压力的作用下,光栅形貌发生改变,光栅垂直高度降低,衍射光强减弱;当样品冷却至室温时,光栅形貌可维持不变;当样品的环境温度为120℃时,光栅形貌恢复原状,实现微观形状记忆功能.     

可见光波段亚波长防伪光栅的实验研究

研究可见光波段亚波长防伪光栅的制做.给出了用2θ夹角一次光刻、2θ夹角摆动δ角两次光刻和2θ夹角旋转β角两次光刻等干涉光刻工艺设计和构建可见光波段亚波长光栅微结构的基本原理.优化设计的干板表面曝光量分布函数可用于构建特定面形分布的光栅微结构.制作了可见光波段的1维和2维亚波长光栅微结构,给出了其SEM和AFM实验数据和理论分析图形,检验了微结构的彩色防伪光变效果.实验结果表明:该干涉光刻工艺能够构建出表面光滑、深度较大的复杂光栅微结构,并能展现出一定的彩色光变效果.     

飞秒激光在对氨基偶氮苯薄膜表面上制备微偏振元件

用400 nm和800 nm线偏振飞秒激光垂直聚焦于对氨基偶氮苯薄膜表面上,以形成纳米微结构.实验观察到400 nm和800 nm线偏光照射样品表面分别得到周期为210 nm和500 nm的干涉条纹,条纹周期均随激光能流密度的增强而增大.通常认为这种周期结构是由入射激光与材料表面的散射光相干涉所形成的：光的干涉引起材料表面温度呈现梯度变化,从而引起表面张力呈现梯度变化,诱导周期条纹的产生.制备偶氮聚合物的厚膜,用400 nm飞秒激光照射样品表面,同样也得到周期性纳米微结构.     

涡旋光束的轨道角动量双缝干涉实验研究

利用计算机全息振幅二元光栅对基模高斯光束进行衍射,实验产生不同阶次拉盖尔-高斯（Laguerre-Gaussian,LG）涡旋光束,用得到的不同阶的LG光束进行双缝干涉实验,根据采集到的干涉条纹扭曲方向及条纹扭曲程度实现涡旋光束轨道角动量的测量,通过调整实验光学系统,分析了LG光束轨道角动量的测量精度.结果表明,基模高斯光束束宽与全息光栅尺寸的合理选择会影响到生成的涡旋光束质量.在确定基模高斯光束束宽的情况下,双缝间距与光束束宽的比例为1：1.5时,双缝对生成的LG光束干涉条纹扭曲效果明显,LG光束轨道角动量测量误差最小.     

利用计算全息光栅产生的涡旋光测量物体变形

利用计算全息(CGH)光栅产生的涡旋光束拉盖尔-高斯(LG)光束进行离面位移测量。基于二元叉形光栅产生LG光束的理论,将产生的LG光束作为参考光,加入一束平面光作为物光,设计了离面变形测量实验方案。利用物光和参考光的干涉进行物体变形测量,推导出物体变形前和变形后的干涉光强公式。通过数值计算,分析了利用LG光束进行变形测量的原理。数值模拟实验结果与理论结果基本一致,表明利用CGH叉形光栅产生的高纯度的LG光束可以进行物体变形测量。     

多层冷压印光刻中超高精度对正的研究

为满足多层冷压印光刻中套刻的超高精度要求,提出了基于斜纹结构光栅的对正技术.利用光电接收器件阵列组合接收光栅产生莫尔条纹的零级光,得到条纹平面内X、Y方向的对正误差信号.通过调整光栅副的间隙来提高误差信号的对比度.利用高对比度和灵敏度的误差信号作为控制系统的驱动信号,对承片台进行宏微两级驱动控制,并由激光干涉仪作为控制系统的反馈环节在驱动过程中进行全程监测,实现自动对正.最终使在X、Y方向上的重复对正精度达到了±20nm,满足了100nm特征尺寸压印光刻的对正精度要求.     

几种银纳米材料的实验室制备方法及特性分析

介绍了银纳米颗粒、银纳米球六边形阵列、一维和二维银纳米光栅的实验室制备方法,分析了各种制备方法的优缺点,以及制备过程参数对制备结果的影响。比较分析可知:化学还原法制备颗粒较为复杂、成功率低;模板法制备虽然过程复杂,但可以重复多次使用;双光束干涉刻蚀简单,但周期较大,精度不高。     

基于氧化锌薄膜的可见光完美吸收体仿真研究

提出一种基于Au-ZnO-Au三明治结构的可见光频段完美光吸收体结构.采用COMSOL有限元法对所提出的完美吸收体结构的光学特性进行模拟仿真,研究金属层、介质层和顶部金属光栅层的厚度以及光栅的宽度和周期等结构参数对其光学性质的影响规律.研究结果表明,当光栅周期为450 nm、光栅宽度为100 nm、光栅层厚度为60 n...     

衍射光栅外差干涉测量的研究

提出一种新的测量光栅运动的方法，它利用声光调制器产生两个频率的激光，将其中一个频率的光入射到光栅上，产生正负级衍射光，光栅的运动使衍射光实现多普频移，然后将衍射光与另一频率的光干涉，即可实现光栅运动的外差干涉测量，正负级衍射光的同时使可以消除光栅横移的影响。     

采用石墨烯/聚二甲基硅氧烷的可调光栅设计及仿真计算

针对氰化氢气体在近红外波段具有吸收峰这一现象,设计了一种基于石墨烯(GNP)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料和PDMS材料的近红外光驱动可调透射光栅。采用数值模拟的方法研究了在近红外光驱动条件下光栅周期和衍射波长的变化规律,建立了光驱动部分与光栅部分为一体的光栅模型,模拟了在不同方向进行光驱动时光栅周期受到的影响。研究结果表明:栅线方向与驱动方向一致时,光栅周期随光驱动时间的增加而减小,且在光栅中部的变化幅度高于两侧,最大可调范围达到21.3 nm;栅线与驱动方向垂直时,光栅周期随光驱动时间的增加而增大,且在光栅中部的变化幅度低于两侧,最大可调范围达到100.98 nm;两种方式均能满足对氰化氢气体的检测,但栅线垂直于驱动方向的可调光栅的光栅周期变化幅度更大。     

单色仪波长校准方法研究

本文从理论上解决的红外探测器相对光谱响应（单色仪）的溯源,利用激光器代替光源,产生单色光。根据单缝衍射和多光束干涉的原理可知,当光垂直入射到光栅面上时,则透过各狭缝的光线因衍射向各个方向传播,经会聚镜会聚后多光束发生干涉,并在其焦平面上形成一系列对称排列的明条纹,这些明条纹的波长以单色光的倍数递增,这样我们通过旋转光栅,就可以在输出端得到需要的波长。这样也解决了多个光源的问题,只要信噪比足够大,选择合适的激光器代替光源,就可以解决单色仪整个波段的溯源性。     

电子束光刻设备发展现状及展望

 电子束光刻设备在高精度掩模制备、原型器件开发、小批量生产以及基础研究中有着不可替代的作用。在国外高端电子束光刻设备禁运的条件下,中国迫切需要实现高端国产化设备的突破。介绍了电子束光刻设备发展历程,列举了当前活跃在科研和产业界的3种设备（高斯束、变形束、多束）的主要厂商及其最新设备性能,并概括了国产化电子束光刻设备发展现状。通过国内外电子束光刻设备性能的对比,总结了国产化研发需要解决的关键性难题。其中,着重介绍了高端高斯电子束光刻设备国产化需要面临的技术挑战：热场发射电子枪、高加速电压、高频图形发生器、极高精度的激光干涉仪检测技术及高精度电子束偏转补偿技术。     

数字离轴全息实验系统及其零级像分析

针对数字全息术中记录介质分辨率制约物参光的最大夹角给实验系统搭建带来的问题，提出一种数字离轴全息记录系统．该系统是将低频全息衍射光栅作为分光元件引入数字全息系统，利用光栅衍射的0级和＋1／-1级形成离轴全息记录光路，同时对再现像中零级进行了理论分析，并进行实验研究实验结果证明了该系统的可行性，并且具有光路系统简单、操作容易等特点．     

多束SPPs干涉成像模拟研究

多束SPPs干涉光刻是一种可突破衍射极限的新型纳米加工方法。在分析SPPs激励和传输机理基础上,建立多束SPPs干涉成像模型,编制了能快速准确地计算多束SPPs干涉光刻成像的仿真软件。并在此基础上对多束SPPs的干涉像进行了模拟,发现如果将两束光增加到四束或八束光激发SPPs干涉,则可获得二维分布的周期性光斑点阵,在制作纳米光子晶体材料方面有很强的应用前景。随着入射SPPs的增加,当棱锥棱数足够多近似于一个圆锥时,干涉场会形成一系列的同心圆结构,可考虑实现纳米级波带片的制作。     

亚波长双光栅共振光谱与角谱展宽特征研究

提出了一种亚波长双光栅结构,并用涂布及全息干涉光刻的方法制作了该结构,检验了其共振光谱的特征.分析了亚波长光栅的共振光谱和角谱的带宽展宽、线形改善的原理,用数值模拟的方式研究了双光栅和亚波长光栅的共振光谱和角谱的带宽展宽、线形改良的规律.研究表明:双光栅是性能较好的防伪光栅微结构,可以展宽亚波长光栅的共振光谱、角谱的带宽并能改善光谱线形,获得更佳的彩色光变效果.     

基于透反式二维绝对零位光栅的光刻对准技术

在二维零位光栅原理的基础上提出了一种透反式二维零位光栅系统,从理论上分析了系统的可行性,并进行了对准性能的试验.实验数据表明透反式光栅系统比一般的光刻对准技术的对比度更强,判别零位的性能更好.该系统作为一种新型的掩模-硅片对准技术,应用于光刻机中可获得优于20 nm的定位对准精度.