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金属可调制光栅是一种重要的光学元件,在光电子、光信息、激光技术及显示技术等领域具有广泛的应用前景,并且越来越受到人们的关注。
本论文主要研究聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)弹性基底的金属可调制光栅的制备工艺,主要工作如下:
利用直接制作法制备金属可调制光栅,即首先采用紫外光刻技术将掩膜板上光栅结构复制至PDMS基底,并在其上真空蒸镀5 nm Cr和100 nm Ag,然后将其放入丙酮溶液中金属举离10秒得到金属光栅结构。利用PDMS高弹性的特点,通过控制PDMS纵、横向拉伸程度,对光栅周期在其初始周期120%范围内进行连续、任意调制,获得预定的目标周期。实验证明直接法在金属举离过程中PDMS遇丙酮溶液溶胀,导致在随后的机械拉伸过程中金属光栅条严重断裂。
针对直接法金属举离工艺中PDMS遇丙酮溶液溶胀的缺点,我们提出间接制作法来克服,即首先采用紫外光刻技术将掩膜板上光栅结构复制至硅基底,并在其上真空蒸镀70 nm Ag,然后将其放入丙酮溶液中金属举离10秒得到金属光栅结构,最后通过在硅基底旋涂高分子固化胶将硅基底上的金属光栅结构成功转移到PDMS基底。由间接法制备得到的金属可调制光栅,可逆调制超过其初始周期的30%。金属光栅转移过程中,高分子固化胶的进一步改良有望大幅度提高金属光栅的调制范围。