一、全息微光刻中全息掩模衍射特性的理论研究（论文文献综述）
胡华奎[1]（2020）在《用于X射线光谱分析的高效率自支撑闪耀透射光栅的制作》文中指出自支撑闪耀透射光栅集中了透射光栅分光作用的优点和反射式闪耀光栅非零级次闪耀的特点,在激光惯性约束核聚变、天文物理、量子电子学、光电子学等领域有着广泛的应用潜力。自支撑闪耀透射光栅目前主要采用的制作工艺分为单晶硅各向异性湿法刻蚀工艺和深反应离子刻蚀工艺,前者因加强筋底部展宽导致光栅有效面积较小,后者因光栅侧壁表面较粗糙导致光散射消耗较大,制备的光栅总体效率不高。因此为了提高自支撑闪耀透射光栅的制备质量,进而增加光栅衍射效率,急需开发新的制作技术。本课题的目的是开发同时满足大有效面积和侧壁光滑要求的自支撑闪耀透射光栅制作新工艺,设计并制作出原型光栅。论文的主要内容包括:（1）基于标量衍射理论对自支撑闪耀透射光栅的参数进行了分析设计,详细地介绍了基于严格耦合波方法求解光栅衍射效率的步骤,并通过MATLAB编程对光栅衍射效率进行了模拟计算。求解步骤分为四步:第一,将求解区域分成三个区域,依次为入射区域、光栅区域以及透射区域;第二,通过傅里叶级数展开获得各区域电磁场的表达式;第三,将光栅区域内介电常数和真空磁导率的傅里叶级数表达式代入麦克斯韦方程组推导出耦合波方程组;第四,联立电磁场边界条件并结合耦合波方程组求解各个衍射级次的振幅及衍射效率。模拟结果表明在周期为1μm、占宽比为0.2、入射角为4.5°、槽深为10μm时闪耀透射光栅有较高的衍射效率且对偏振不敏感,衍射效率高达45%,达到预期设计的要求。（2）对单晶硅金属催化刻蚀工艺进行了系统的研究,包括刻蚀液的选择、催化金属类型的选择以及以光栅侧壁垂直度和粗糙度为目标的工艺优化。通过理论分析及对比实验,当催化金属为金、硅片类型为（100）、刻蚀液HF:H2O2:H2O的摩尔比为4.8:0.1:50时,制备得到的光栅侧壁的粗糙度RMS约为0.8nm以及光栅线条的垂直度约为89°,达到了闪耀透射光栅对粗糙度和垂直度的要求。（3）开发了一种全新的增大光刻胶光栅掩模占宽比的方法一热压法,对热压法增大光刻胶光栅掩模占宽比工艺进行了系统的研究,包括详细地介绍了热压工艺步骤以及分析了温度、载荷、受压垫片对热压后光栅掩模的影响。热压工艺步骤分为六步:第一,将光栅样品放置于热台;第二,加盖PDMS并预热;第三,玻璃棒滚压PDMS;第四,加盖薄纸片及玻璃基片;第五,施加载荷并加热;第六,去掉薄纸片及玻璃基片并掀开PDMS。通过实验和理论分析,当温度为170℃、施加载荷为400kPa、采用优化后PDMS时,热压后的光刻胶光栅占宽比显着增大,接近初始样品的两倍,线条表面平整且粗细均匀,满足实验时对光刻胶掩模的要求。（4）对周期为1μm的自支撑闪耀透射光栅的整套制作工艺进行了详细地研究,包括光栅样品单元及自支撑结构掩模的制作、金属光栅掩模的制作、背面衬底的去除、金属催化刻蚀和干燥。得到了周期为1μm的自支撑闪耀透射光栅样品,自支撑闪耀透射光栅样品由四个5mm×5mm的方框组成,光栅线条高度为10μm,光栅侧壁光滑,粗糙度约为0.8nm,加强筋底部无展宽,有效面积高达70%。由实验结果可得,与传统的制作工艺相比,基于全息光刻-金属催化刻蚀工艺制作得到的光栅侧壁光滑、有效面积更高,为各类X射线光源的精确诊断奠定了坚实的基础。
姚明亮[2]（2020）在《相位型软边光阑的设计与工艺研究》文中提出ICF（惯性约束聚变）是目前解决能源问题较有前景的一种方法,它以激光为驱动源,将激光传输放大,对激光光束的质量要求十分严格。传输过程中的菲涅尔衍射调制产生的强度扰动会导致在放大系统中小尺度自聚焦现象的发生,降低系统的通量,破坏系统元件。目前使用软边光阑解决小尺度自聚焦的方法能有效地减少上述问题,降低系统造价。本文以对衍射调制进行抑制为前提,提出了使用遗传算法（GA）对相位型软边光阑进行设计。围绕软边光阑结构选择的方法、评价函数的选择、设计过程中影响光阑性能的参数、光阑的工艺方法开展了系列研究工作。主要研究内容如下:1.介绍了软边光阑的研究背景和目前国内外对光束质量进行控制的有关元件的研究现状,并对光阑设计和仿真过程中的标量衍射理论、误差扩散法、双相位编码原理、遗传算法、LCOS空间光调制器结构参数和相位调制原理进行了阐述和分析。2.讨论了不同软边因子和不同菲涅尔数下填充因子的变化,为相位型软边光阑参数（主要是超高斯阶数）的选择提供了选择依据,为程序的编写提供了理论模型。3.针对误差扩散法和双相位编码设计的软边光阑的单位置面优化的缺点,提出了使用遗传算法以均方根误差函数作为评价函数同时对像传递面和离焦面进行优化,设计了软边因子为0.1的相位型软边光阑,设计结果的误差较小（1.33%、2.58%）,讨论了不同像素尺寸、不同滤波小孔尺寸对评价函数值的影响。4.根据LCOS相位调制原理设计了与软边光阑相同的相位分布进行实验,实验结果与理论模拟结果相比初步验证了设计结果下软边光阑的软边因子（0.103）与目标软边因子（0.1）的一致性,确定了当前方法的可行性。5.使用紫外曝光技术和反应离子束刻蚀（RIBE）技术加工出了两相位值和四相位值软边光阑,实验测试了当前工艺下的光束强度分布,验证了工艺结果下软边光阑的软边因子（0.099、0.095）与目标软边因子（0.1）的一致性,理论分析了刻蚀深度误差和对准误差对评价函数值的影响。
郑水钦[3]（2019）在《应用于奇点光学的光场操控技术研究》文中研究表明奇点光学被认为是现代光学的一个新分支,研究的对象是具有奇异性的光场。该类光场在传输过程能维持光学奇点的存在,而光学奇点的存在会导致奇点零光强。光学奇点是指光场中物理参数无法被定义的点,因此该点的光强或者振幅必须要等于零,才能使其具有物理存在性。相位奇点是奇点光学中最初研究也是最广泛研究的对象,携带相位奇点的光场一般被称为涡旋光。与沿直线传播的光束不同,涡旋光是指在传播方向上螺旋前进的光,其相位呈现一个螺旋线分布。从光的波动性来看,涡旋光是螺旋前进的,那么中心点处于相位连续变化的位置使得该点的相位具有不确定性,从而导致场振幅必须要消失,导致在光场的中心形成暗场,即零光强。偏振奇点则是与相位奇点相对应的另一种光场奇异性。相位的连续变化导致相位具有不确定性的点称为相位奇点,而因偏振连续变化从而具有偏振不确定性的点则被称为偏振奇点。我们所说的偏振变化,一般指线偏振的连续变化。具有偏振奇点的光束称之为矢量光束。奇点光束由于其独特的光学特性,其重要性不言而喻,在许多领域都具有重要的应用价值。例如,粒子捕获、量子操控、材料加工等,特别是光通讯领域。不同阶的同一类奇点光束之间满足正交性。例如,不同拓扑荷的涡旋光之间、不同偏振拓扑荷的矢量光束之间、不同拓扑荷或不同径向系数的拉盖尔高斯模式之间、不同的阶数的厄米高斯模式之间都是相互正交的。因此,它们都可以作为光通讯中模分复用的载体,是实现下一代高容量光通信系统的重要候选技术。模分复用,顾名思义,是在同一物理信道上以每个光场模式作为一个通道的通信方式。而模分复用中必然少不了:对平面光或者基模激光进行调控,将其变换为相应阶数的奇点光束;对多束相互正交的奇点光束进行调控实现合束,使这些奇点光束能在同一物理信道上传输,即模式复用器;最后,还需要将混合的奇点光束进行调控,使得混合的奇点光束分离为各个单独的光束,方便对各个通道的光场进行下一步操作,即模式解复用。与此同时,超快超强的奇点光束也是研究强场物理过程的重要物理工具。然而,由于超快激光包含丰富的光谱,因此超快超强的奇点光束的产生必须进行精确色散控制。因此针对上述问题,本博士学位论文致力研究应用于奇点光学的光场调控技术,主要做了以下几个方面的研究:1.聚焦于涡旋光束拓扑荷调控,首次提出了基于液晶的阶数可调的涡旋波片系统。这种新颖的涡旋波片系统没有任何机械部件,是一种纯固态的电控系统。通过控制系统的电压配置可实现大范围的阶数调控。在此,我们设计一套具有4个位单元的涡旋波片系统,其阶数可调范围为-1515,可用于产生阶数可调的涡旋光以及矢量光束,并在实验上成功验证了其可行性。2.致力于超快飞秒涡旋脉冲产生放大技术研究。1)研究基于涡旋波片的涡旋超短脉冲产生系统的色散影响。通过建立琼斯矩阵进行理论分析,提出了一种改进超快涡旋光对比度的技术。2)提出了一种新型的超快涡旋光再生放大系统,实验上获得了35 GW脉冲功率的飞秒涡旋光输出。系统通过引入半径可调的圆环泵浦,有效抑制了再生放大腔的基模高斯振荡,并有效地激发低阶拉盖尔高斯模式竞争能力。同时注入与低阶拉盖尔高斯模式相近的光场,通过模式牵引效应实现高功率涡旋脉冲输出。实验上,输出的50.86 fs的超快涡旋脉冲能量达到1.8 m J。3)为产生焦耳量级飞秒涡旋光,我们采用损耗阈值高的石英涡旋波片系统对超强飞秒光系统进行改造,实验上成功获得了2.84J、20fs的飞秒涡旋光脉冲。3.针对涡旋光波前无法通过传统衍射成像技术实现波前恢复的问题,提出了用于恢复涡旋光波前的旋转像散衍射成像技术。该技术采用可旋转的柱透镜进行旋转像散调制,利用相机采集不同像散角度畸变的衍射图样。将这些衍射图案作为约束条件,可实现电场的振幅分布以及相位分布重建。实验上重建分辨率达到14.25 lp/mm,相当于达到了0.6倍的衍射极限。在空间频率<4 mm-1时,相位重建误差为138 mrad,大约λ/45。4.针对矢量光的高效解复用问题,1)首次理论上提出了基于偏振共轭器件的偏振拓扑荷分拣技术。该技术通过采用偏振共轭器件将不同偏振拓扑荷的矢量光束聚焦到不同位置上的方式,实现了偏振拓扑荷分解的功能,分拣效率可以达到78%。2)首次提出一种基于几何相位器件的偏振拓扑荷分拣系统。设计加工了基于光取向技术的几何相位器件,并通过实验验证了系统的可行性,证明了该系统可以将不同偏振拓扑荷的矢量光束聚焦到不同位置上,从而实现偏振拓扑荷分解的功能,实验分拣效率达60%。3)首次提出一种高分离效率的偏振拓扑荷分拣系统,可以将衍射分束引入到基于几何相位器件的偏振拓扑荷分拣系统。我们的实验证明,与没有衍射分束的情况相比,衍射分束方法的应用使得偏振拓扑荷解复用系统的分离效率从58%提高至78%。5.针对利用多衍射相位板进行光场调控问题,对光学衍射神经网络进行了理论研究,从而揭示了三条光学衍射神经网络系统中无法规避的定理。发现如果输出光强在空间上完全分离,则输入光场必定彼此正交。可见,光学衍射网络适合作为两组正交模式之间的模式转换器。对于这种情况,模式之间应该是一对一的连接。在此,我们首次提出采用光学神经网络对正交模式（如涡旋光）进行模式操控,并且给出了针对该类的光学衍射神经网络系统优化设计和算法。在此设计了厄米高斯-拉盖尔高斯模式转换器、拉盖尔高斯-高斯解复用器、以及拉盖尔高斯模式识别器。仿真结果表明,光学衍射神经网络系统在模式转换、模式复用器/分拣器和光模式识别等面向光学正交模态的应用中表现优异,可作为一种自由度极高的光场操控手段。
武耀霞[4]（2019）在《相位型全息分划板的复制技术研究》文中提出相位型全息分划板是在现有全息分划板的基础上,结合快速发展的微纳光学理论及微电子工艺技术提出的一种具有表面浮雕结构的新型分划板,除了重量轻、精度高、隐蔽性好的优点外,衍射效率高、性能稳定、可复制加工,具有很好的应用前景。本文针对相位型全息分划板的复制加工,对模具微结构的设计、加工开展了理论和实验研究,并在此基础上进行了复制实验。主要研究内容和研究结果如下:首先,阐述了相位型全息分划板的设计原理,并对全息分划板的相位结构进行了设计,确定了微结构的最小特征尺寸为32.9μm,童点实现了台阶数目分别为2、4、8、16、32的相位型全息分划板的模拟仿真,获得了不同台阶数下的分划板元件表面浮雕微结构轮廓分布以及台阶高度数据,并对仿真再现像的质量进行了对比分析。研究结果表明,随着台阶数的增加,再现像的质量会越来越好,但当台阶数到达一定数量后,再现像的质量基本稳定。其次,设计了4台阶相位型全息分划板模具的表面浮雕结构,获得了模具微结构的加工数据。根据现有设备情况,采用单点金刚石快刀伺服加工技术制作了4台阶全息分划板相位结构的复制模具,并利用白光干涉仪对模具的表面微观结构进行测量,测量结果表明微结构表面轮廓基本呈现4台阶锥形状。然后,针对全息分化板相位结构的特点,采用紫外光固化纳米压印技术,研究了压印过程中聚合物的填充和脱模原理,并利用有限元分析软件建立了填充和脱模过程模型,仿真分析了不同压力、不同聚合物黏度、不同占空比对填充过程的影响,以及聚合物黏着能对脱模过程的影响。最后,选取γ-巯丙基三甲氧基硅院、乙二醇二甲基丙烯酸酯、2,2-二甲基-2-苯基苯乙酮这三种单体材料以7:5:1.2比例混合作为紫外光固化聚合物,完成了相位型全息分划板表面微结构的复制,测得复制样品在可见光波段的透过率为87.03%,并搭建再现光路对复制样品进行了再现实验,获得较为清晰的再现像,并对整个设计加工中存在的误差进行了分析。
张明[5]（2019）在《基于反射型超表面的电磁调控器原理及制备技术研究》文中认为电磁波调控技术在现代社会中发挥着重要的作用,人们通过设计材料或器件对电磁波的产生、传播以及接收进行调制。随着微纳加工技术与材料科学的不断发展与完善,逐渐兴起了基于人工亚波长结构（也被称为超材料）的电磁波调控研究新领域。超材料具有优异的电磁调控特性,能够在亚波长尺度下对电磁波的振幅、相位和偏振态进行有效地操纵,极大地拓展了电磁波与物质之间的相互作用形式。近年来,超表面——一种特殊的二维超材料——具有轻薄、易加工的特性,成为了超材料和电磁调控领域新的发展方向和研究热点之一,在传感、成像、隐身及光信息传输与存储等领域具有广泛的应用前景。论文在国家973计划和国家自然科学基金等项目的资助下,对超表面电磁调控原理及微纳工艺制备技术开展了较为深入的研究。针对目前超表面电磁调控器在各工作频段中存在的调控效率低、带宽调制受限、功能固定以及工艺制备难度大等问题,提出了基于反射型超表面的电磁调控器结构,并通过引入特殊谐振模式、设计方法、相变材料和微纳加工技术,较为深入地研究了电磁波的高效调控,带宽灵活调制、可调波前调控以及相应的加工技术等。论文的主要研究工作和取得的创新性成果包括:（1）分析了Fano共振及窄带吸收原理,提出了一种通过在超表面结构中引入不对称性产生Fano共振降低金属辐射损耗,实现超窄带吸收的方法。基于此原理,设计了一种近红外超窄带完美吸收器,进行了仿真验证,并探讨了窄带吸收器的传感特性。（2）基于悬链线场理论和传输线理论,建立了超表面电磁器件的数理模型,提出了一种数值计算方法简化超表面器件的设计。结合色散调控理论开展了宽带调制的研究,设计了基于多层超表面结构的吸收器,实现太赫兹超宽带高效吸收,并对其进行了实验验证。（3）结合阴影沉积法和SP光刻技术提出了一种微纳工艺制备方法,开展了具有纳米尺度特征尺寸的超表面电磁调控器的大面积、低成本工艺制备研究。作为验证,设计了基于100nm线宽二维金属狭缝的柔性跨波段调控材料,利用提出的制备技术实现了大面积工艺制备,并对制备的柔性材料进行实验测试,验证了跨波段电磁调控特性。（4）结合相变材料与波前调控超表面提出了一种可调光学器件的设计方法。基于此方法,在近红外波段和中红外波段仿真设计了相变材料不同状态下具有电磁响应差异的超表面单元以及功能可调的光学器件,并在中红外波段对其进行了制备与表征,验证设计的器件具备可调的特性。
刘利芹[6]（2018）在《用于纳米结构功能器件的表面等离子体光刻技术研究》文中研究指明光刻是当今世界制备集成电路、微电子与光电子纳米功能器件的关键技术。受光学衍射极限的影响,传统光刻的分辨率只有半个波长左右。随着信息化与集成度的飞速发展,对高分辨率纳米结构功能器件的需求不断增长。现有商业化的高分辨率纳米制备技术,比如FIB、EBL等,存在诸如制备效率低、设备昂贵等问题。近年来新发展的表面等离子体（SP）光刻技术,可突破光学衍射极限而实现超分辨光刻。当前SP光刻技术主要针对密集光栅图形的分辨率验证研究,在应用于具体纳米功能器件制备方面还有大量工作需继续研究。本论文主要开展了用于纳米结构功能器件制备的SP光刻技术理论与实验研究。内容分为四个部分:一是奇模SP干涉光刻技术研究;二是腔体式SP成像光刻用于超表面全息图的制备研究;三是反射式SP成像光刻用于制备局域表面等离子体共振（LSPR）传感芯片的研究;四是高分辨率小分子体系i-线光刻胶的研究。具体完成内容如下:1.奇模SP干涉光刻技术研究。本文提出一种基于金属/介质/金属腔体结构的奇模SP干涉光刻方法,可获得大面积深亚波长光栅图形。理论研究表明奇模SP相对于偶模具有更大的横向波矢,腔体结构可有效调制电场分量,提高干涉光场的分辨率和对比度。实验上使用周期180nm的激发光栅与20nmAl/50nmPr/50nmAl腔体结构,获得半周期45nm（约?（14）8）、深50nm、面积20mm×20mm的光刻图形。同时工艺上采用膜层翻转与靶材掺杂技术来降低膜层粗糙度对干涉光场的负面影响。随胶厚的降低可进一步提高光刻分辨率,胶厚20nm时半周期分辨率为35nm。激发光栅尺寸为光刻图形的2倍,可使用常规的激光干涉制备,不需要EBL或FIB等昂贵设备制备。该方法有望为大面积纳米光栅的制备提供一种经济有效的方法。2.腔体式SP成像光刻用于超表面全息图的制备研究。相对于干涉光刻,成像光刻可制备图形类型更为灵活。超表面全息图一般为各向异性的纳米结构,具有强大的光束控制能力,在全息成像、防伪标识、存储等方面有较大的应用前景。而当前所报道的全息超表面几乎都是由FIB、EBL加工,低的加工效率与高昂的成本阻碍了其在实际应用方面的进展。本文设计了腔体式SP成像光刻结构用于超表面全息图的制备。模拟结果表明20nmAg/30nmPr/50nmAg的SP共振腔体既可以有效放大倏逝波又可以调制成像面的电场分量,相比于近场与超透镜光刻,有效提高了图形分辨率与保真度。为减少掩模与样品的接触污染问题,掩模图形区域设计了空气间隔层。在实验上,基于设计的光刻与刻蚀传递结构,获得单元特征尺寸95nm×175nm、周期300nm、面积9μm×9μm的小面积Au全息超表面,以及单元特征尺寸195nm×350nm、周期500nm、面积1mm×1mm的大面积彩色离轴全息超表面。在所制备样品上成功获得清晰的全息成像,验证了所提方案的可行性。该方法还具有批量制备纳米图形的能力,有望为超表面器件的批量制备提供一种经济有效的方法。3.反射式SP成像光刻用于LSPR生物传感芯片制备的研究。LSPR生物传感芯片具有灵敏度高、体积小等优势,在药物、生物等检测方面具有广泛的应用前景。但是当前传感芯片主要由纳米球自组装法、化学湿法合成等方式制备,存在图形可调形状有限、工艺可控性差等问题。本文提出反射式SP成像光刻来实现传感芯片的制备。基于入射光透过纳米孔的光强并不是均匀分布,而是从圆心向四周方向逐渐降低的原理,巧妙设计出圆孔沟槽掩模,通过调节曝光剂量可得到不同形貌的光刻图形,尤其是常规掩模设计难以实现的尖角菱形或尖角三角形结构纳米图形。作为示例,在设计的方阵排布的圆孔掩模下,实验上获得纳米沟槽、尖角菱形、以及圆点形等纳米图形,特征尺寸约50nm150nm、周期500nm、面积8mm×8mm;在设计的错位排布的圆孔掩模下,获得纳米沟槽、尖角三角形、以及圆点形等纳米图形,特征尺寸约20nm100nm,周期500nm,面积1mm×1mm。使用IBE刻蚀技术将光刻图形一步传递到Ag功能层,制备出一系列不同形貌的LSPR传感芯片。本文巧妙地使用Ag膜,即可作为产生SP的超材料来增强分辨率,也可作为传感芯片的功能材料,简化了实验工艺。该方法有望为大面积、高均匀性传感芯片的制备提供一种高分辨率且经济便捷的途径。4.高分辨率小分子体系i-线光刻胶的研究。受限于当前商业化i-线光刻胶不能满足SP超分辨光刻中高分辨率、超薄胶膜厚度、低线边缘粗糙度（LER）等需求。本文提出小分子体系i-线光刻胶的研制。在文献合成原理的基础上,通过合成条件的改进,制备出高纯度的PHS-DNB小分子材料的光刻胶。并且通过混合溶剂的方法,解决了胶本体溶解度差的问题,使得胶膜厚度在10nm100nm范围可调,表面粗糙度小（RMS=0.42nm）。实验表明该胶具有高的对比度（PHS-39,?=5.4）与高的留膜率（大于90%）,同时由于大量苯基的存在使得光刻胶具有优异的抗刻蚀性。并且通过对光刻工艺的研究与优化,实验获得一系列高质量纳米图形,半周期37.5nm时LER（3?）=4.49nm。相比于商业胶,该胶对半周期22nm与32nm的光刻图形质量也有显着提高。
许昕[7]（2018）在《基于DMD数字掩模光刻的液晶光控取向技术研究》文中提出随着液晶光电子技术、微电子学、微光学技术的飞速发展,信息时代对器件的微型化、集成化、轻量化的技术要求,液晶显示技术得到了不断的提升与改进,在光纤通信、光计算、光互联等诸多高科技领域均展现出极为广阔的应用前景。光刻技术随着对液晶器件制作低成本、灵活度高的需求,无掩模版光刻技术成为一项研究热点。本文基于DMD数字掩模光刻机投影光刻系统的基本构造与二次曝光干涉理论,将投影光刻系统的可行性与可编程化数字液晶器件灵活性相结合,代替了传统光刻中的掩模版,通过将数字化掩模图案曝光,制作理想微光学元件,实现了可重复擦写光刻方式,降低了掩模版制作成本,相比于其它光刻技术有明显优势。因此本论文在该基础上进行了以下研究:（1）研究了 DMD数字掩模光刻机的内部基本结构与光刻流程,利用合理的光学元器件,对该仪器分辨率进行测试。二维液晶光栅在玻璃基板上进行偏振成像,分别在DMD2倍、5倍、10倍三个物镜下曝光液晶光栅数字化掩模图案。在光学显微镜下测量其大致周期范围,最终得到各个镜头下分辨率值。（2）根据液晶基本器件结构的原理与功能,我们在DMD下制作了棋格结构与消偏器结构。四张互补棋格图案在旋转特定偏振角度后,可在光学显微镜下得到边界清晰的图样,旋转偏振片,相邻方格有明显明暗变化。消偏器为一种图案化延迟器,可使出射光的偏振度降低,将偏振光转化为非偏振光。实验中验证可通过4像素液晶光栅结构图分别偏振一定角度制作。在偏振片转动后光轴随之移动,得到动态图样。经检测,其可将线偏光转换为随机偏振光,符合空域消偏器光电特性,实现消偏。
余建[8]（2017）在《177eV1.24keV能区X射线条纹相机和平响应滤片的绝对谱响应研究》文中研究表明激光惯性约束聚变（ICF）研究已成为目前最为活跃的前沿研究方向之一,对解决能源危机和巩固国防安全等具有重要意义。目前人类还未能够实现聚变点火的主要原因在于对聚变过程中的一些复杂物理问题认知不足且控制效果欠佳。为了更加精准地认识和控制这些过程,人们通常需要借助各种先进诊断设备对聚变过程中的各重要物理量进行精密量化测量。现如今我国已经发展了多种X射线诊断设备,它们在ICF诊断中发挥着极其重要的作用。然而,国内针对上述诊断设备绝对谱响应特性的研究工作不足,通常它们都并不具备精密量化测量能力。事实上,当前这一问题已经发展成为制约我国ICF研究进一步深入的关键性阻碍。针对上述问题,本文在国家青年基金项目（No.11405158）资助下,基于激光等离子体X射线源对X射线条纹相机（XSC）和X射线平响应滤片（XFF）的绝对谱响应特性进行了深入的理论分析和精确的实验测量,从而使二者在177eV1.24keV能区具备了高精度的定量化测量能力。基于整个研究过程,总结出了一套可适用于其它各种常用主动式和被动式X射线诊断设备绝对谱响应的系统化理论研究方法,同时建立起了一套可适用于其它各种常用主动式和被动式X射线诊断设备绝对谱响应的先进实验测量系统。论文课题研究的主要内容及相关结论如下:（1）XSC绝对谱响应特性的理论研究。分析了XSC对入射X射线光子的整个响应过程;建立了XSC绝对谱响应的数学函数表达式;证明了光阴极量子效率与XSC绝对谱响应之间存在的几何倍数关系;结合二次电子发射理论模型和一维随机步长分析方法,推导了光阴极量子效率数学函数表达式并进行了相应的数值仿真分析;最后归纳了对XSC这类大型主动式X射线诊断设备绝对谱响应特性的系统化理论研究方法。（2）XSC绝对谱响应灵敏度的实验测量。在总结国内外已有实验测量方法优缺点的基础上,设计了一套针对XSC绝对谱响应灵敏度的新型实验测量方案并详细分析了其测量的原理与优势。该方案下完成的主要工作包括:1)设计制作了两套高分辨全息平场光栅谱仪;2)在北京同步辐射源4B7B束线站上绝对标定了两台X射线CCD相机;3)制备了Au和CsI光阴极,同时也在4B7B束线站上进行了绝对标定;4)基于2×100J小型激光装置搭建了XSC绝对谱响应测量的双支路光学实验测量系统,并设计了相应的实验光路精确瞄准方法;5)在C16H6O4N2平面靶实验下,利用多参数拟合法精确标定了两谱仪像素位置与对应X射线波长的几何关系;6)在Cu平面靶实验下,测得了177eV1.24keV能区XSC绝对灵敏度。结果表明:XSC绝对谱响应灵敏度的实验测量数据与理论计算的光阴极量子效率曲线在形状上保持一致,两者数据间的最大偏差比例为15%。实验所测绝对谱响应灵敏度数据的相对不确定度小于12%。与国外同类测量结果比,本次实验不但测量精度更高,而且在C元素吸收边（284eV）附近还能得到更为密集的灵敏度数据点。（3）XFF绝对谱响应（透过率）的理论和实验研究。1)分析了XFF的应用背景及其设计原理,且实验室制备了多块XFF;推导了XFF绝对透过率数学函数表达式并进行了相应的数值仿真分析,同时也讨论了各种因素对绝对透过率的影响;最后总结了一套可适用于XFF这类小型被动式X射线诊断设备绝对谱响应特性的系统化理论研究方法。2)在同步辐射源4B7B束线站上,高精度测量了XFF在177eV1.24keV能区的绝对透过率数据,并分析了当前同步辐射源上进行相关测量工作所面临的问题。针对该问题,先后介绍了基于激光等离子体X射线源下的双、单支路XFF绝对透过率测量实验方法。通过这两种方法依次在Al和C16H6O4N2平面靶实验下测得了No.23和No.48 XFF在177eV1.24keV能区的绝对透过率。结果表明:双、单支路方法测得的实验结果与同步辐射光源下测得的高精度数据均能够保持较好的一致性,但单支路测量结果一致性更好。利用双、单支路测量方法测得的XFF绝对透过率数据相对测量不确定度分别小于14.3%和9%。
李豪伟[9]（2015）在《基于透明陶瓷的二元光学元件的设计与制作》文中进行了进一步梳理二元光学元件不仅是制造微光机电系统的关键元器件,而且是制造小型光电子系统的关键元器件。它不仅具有尺寸小、性价比高等优点,并且能够实现普通光学元器件难以实现的阵列、转换、成像和集成等新功能。随着科学技术的迅猛发展,二元光学元件已显示出越来越重要的应用价值和广阔的应用前景,同时对二元光学元件的加工与应用提出了越来越高的要求。透明陶瓷凭借其出众的物理化学性能,具有和玻璃相比拟的优异光学性能,成为材料领域研究的新宠,已显现出良好的应用前景和重要作用,其应用领域也在不断为人们所开拓。本论文针对二元光学元件的众多优点之一——宽广的材料可选性,展开探索性研究,尝试以透明陶瓷为基底材料来代替常见的基材,制作二元光学元件。目前常见的二元光学元件基材有硅片、玻璃等,它们有着各自的优点,但在日常使用中也暴露一定的不足。透明陶瓷拥有高强度、耐高温、耐酸碱腐蚀等特性,在多波段、宽光谱内拥有良好的透明性,即使在远红外区仍有80%的直线透过率。用透明陶瓷作为元件基底材料,能够使得光学元件在更为复杂、苛刻的环境中发挥作用,拓宽了二元光学元件的应用范围。鉴于透明陶瓷固有的特性,本文采用“加法”和“减法”两种方案进行研究。“加法”方案中,鉴于透明陶瓷耐酸碱腐蚀的特性,结合光刻中的“加法”工艺,首先通过磁控溅射镀膜技术在透明陶瓷表面溅射一层金属膜。金属膜与透明陶瓷结合牢固。借助数字微光刻技术和接触式光刻技术实现元件结构的转印,使得元件留在金属膜层。这样既使得二元光学元件能够发挥作用,又让透明陶瓷的优异特性得以保留。“减法”方案用于进一步探索。借助感应耦合等离子体刻蚀系统,以金属膜层为硬掩模,进一步刻蚀透明陶瓷。另外,采用飞秒激光直接在透明陶瓷本体表面烧蚀二元光学元件。本文采用多种二元光学元件进行实验,包括一维光栅、正交光栅、达曼光栅、方形波带片和菲涅耳波带片等基本元件,同时也有自主设计的、由电脑编程实现的二元全息图和涡旋光束元件。从多方面验证了以透明陶瓷制作二元光学元件的可行性。借助光学轮廓仪和显微镜对实验结果进行分析,并重现了样品元件的衍射图样。
闫高宾[10]（2015）在《多功能数字全息激光干涉直写系统的开发》文中指出微光学是一个新的光学学科分支,该学科包含先进的技术与密集的前沿知识,微光学元件在众多领域起着无可替代的作用。但是微光学元件的制作已经不能通过传统的加工工艺实现,只能通过微制造技术来实现。激光干涉直写是一种新兴的微制造技术,结合光的衍射和干涉原理,通过空问光调制器改变光束的干涉方式,便可以在光学记录材料表面制作出所需要的光刻结构。该技术具有高分辨率、高效率的特点,且设备成本造价相对较低,因此开展激光干涉光刻技术的研究具有重要的意义。本文提出了一种新型激光干涉直写系统的研制方法,系统结构简单,运行稳定,实际光刻分辨率可达微米量级,在光刻实验中已实现衍射光学元件的制作以及微光学结构的加工,并得到良好的实验结果。论文第一章从课题的背景和意义出发,对微光学制造技术的方法以及国内外进展进行了综述,简要介绍了全息术与计算全息,并介绍了本课题的主要研究工作。第二章从激光干涉光刻技术出发,介绍了激光干涉直写系统中所用到的激光干涉光刻理论、光栅衍射理论以及全息光学理论。第三、第四和第五章是论文的主体—作者完成的工作,包括激光干涉直写系统的设计与硬件选型、数字图像处理算法与软件编写、系统性能的测试与光刻实验的评估。第三章是系统的整体设计与硬件选型,首先根据光学微纳结构的刻蚀需求确立激光干涉直写系统的设计目标,根据设计目标确定构成系统的子系统设计,完成系统的整体设计方案,并对该系统的工作原理进行介绍。根据系统的设计方案进行相关关键器件的选型,保证所选取器件的性能参数可以达到设计要求。第四章是图像处理算法与系统控制软件的介绍,数字图像处理算法主要介绍了衍射光学元件、光学可变图像、消色散光变图像以及计算全息图的制作,算法程序由MATLAB软件编程实现。系统控制软件首先进行功能分析,将功能模块具体化,设计软件工作流程,最后根据功能模块与工作流程进行软件的编写,编写采用C#语言,基于VS2008开发环境,实现了系统控制软件的制作。第五章是激光干涉直写系统的实现与光刻实验的介绍,首先根据系统的设计方案进行系统的搭建,并结合编写的系统控制软件对系统进行测试,得到系统的相关性能指标,可满足普通光刻需要。系统调试完成后,进行了相关光刻实验,包括菲涅尔波带透镜、光学可变图像、消色散光变图像、计算全息图,均得到了预期效果。第六章是对本论文的研究工作进行了客观的总结,并对下一步的研究工作的开展指示了方向。
二、全息微光刻中全息掩模衍射特性的理论研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、全息微光刻中全息掩模衍射特性的理论研究（论文提纲范文）
（1）用于X射线光谱分析的高效率自支撑闪耀透射光栅的制作（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 自支撑闪耀透射光栅 |
| 1.2.1 工作原理及其特点 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 金属催化刻蚀简介 |
| 1.3.1 金属催化刻蚀的发展过程 |
| 1.3.2 刻蚀机理 |
| 1.4 选题意义及研究内容 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 闪耀透射光栅的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于标量衍射理论的光栅参数设计 |
| 2.2.1 标量衍射理论 |
| 2.2.2 光栅参数设计 |
| 2.3 基于严格耦合波方法的衍射效率模拟计算 |
| 2.3.1 严格耦合波方法 |
| 2.3.2 衍射效率模拟计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 金属催化刻蚀工艺优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刻蚀液的选择 |
| 3.3 催化金属类型的选择 |
| 3.4 金属催化刻蚀工艺优化 |
| 3.4.1 侧壁垂直度工艺优化 |
| 3.4.2 侧壁粗糙度工艺优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 热压增大光刻胶光栅掩模占宽比 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工艺过程 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 温度对热压增大占宽比的影响 |
| 4.3.2 载荷对热压增大占宽比的影响 |
| 4.3.3 施压垫片对热压增大占宽比的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 自支撑闪耀透射光栅的制作 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SOI硅片介绍 |
| 5.3 光栅制作工艺流程 |
| 5.4 实验具体步骤及结果 |
| 5.4.1 光栅样品单元及自支撑结构掩模的制作 |
| 5.4.2 金属光栅掩模制备 |
| 5.4.3 背部衬底的去除 |
| 5.4.4 金属催化刻蚀和干燥 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）相位型软边光阑的设计与工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.3 本课题研究内容 |
| 第二章 软边光阑整形理论分析 |
| 2.1 标量衍射理论 |
| 2.1.1 基尔霍夫衍射公式 |
| 2.1.2 菲涅尔衍射 |
| 2.2 软边光阑衍射原理 |
| 2.2.1 软边光阑整形原理 |
| 2.2.2 软边光阑特性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 软边光阑设计方法研究 |
| 3.1 振幅型设计 |
| 3.2 相位型设计 |
| 3.2.1 双相位编码 |
| 3.2.2 光阑特性研究 |
| 3.3 遗传算法相位搜索优化 |
| 3.3.1 遗传算法结构要素 |
| 3.3.2 双相位值(0,π)优化 |
| 3.3.3 四相位值(0,π/2,π,3π/2)优化 |
| 3.4 掩模板设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 软边光阑工艺研究 |
| 4.1 LCOS验证实验 |
| 4.1.1 LCOS简介 |
| 4.1.2 LCOS像素结构 |
| 4.1.3 LCOS实验验证 |
| 4.2 (0,π)相位软边光阑工艺 |
| 4.2.1 基片准备 |
| 4.2.2 紫外曝光 |
| 4.2.3 显影 |
| 4.2.4 刻蚀技术 |
| 4.2.5 光斑测试及误差分析 |
| 4.3 (0,π/2,π,3π/2)相位软边光阑工艺 |
| 4.3.1 对准工艺 |
| 4.3.2 光斑测试及误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）应用于奇点光学的光场操控技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 奇点光学 |
| 1.1.1 相位奇点 |
| 1.1.2 偏振奇点 |
| 1.1.3 矢量光和涡旋光的关系 |
| 1.2 应用于奇点光学的光场操控 |
| 1.2.1 涡旋光的产生技术 |
| 1.2.2 矢量光的产生技术 |
| 1.2.3 涡旋光的检测技术 |
| 1.2.4 矢量光的检测技术 |
| 1.3 论文的研究内容、安排及创新点 |
| 1.3.1 论文的研究内容、安排 |
| 1.3.2 论文的创新点 |
| 第2章 电控阶数可调的涡旋波片 |
| 2.1 涡旋波片 |
| 2.2 电控阶数可调的涡旋波片的原理 |
| 2.3 实验验证 |
| 2.3.1 产生偏振拓扑荷可调的矢量光束 |
| 2.3.2 产生拓扑荷可调的涡旋光束 |
| 2.4 系统应用展望 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 超快涡旋光的产生及放大 |
| 3.1 超快涡旋光 |
| 3.2 连续相移SPIDER |
| 3.2.1 光谱相位干涉电场直接重建 |
| 3.2.2 连续相移SPIDER原理 |
| 3.2.3 连续相移SPIDER实验验证 |
| 3.3 纳焦量级的高对比度超快涡旋光产生 |
| 3.4 毫焦量级的超快涡旋光再生放大技术 |
| 3.4.1 啁啾脉冲放大与再生放大器 |
| 3.4.2 再生腔中的模式牵引 |
| 3.4.3 实验验证 |
| 3.5 焦耳量级的超快涡旋光的多通放大 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 基于旋转像散衍射的波前恢复技术 |
| 4.1 相干衍射成像与像散衍射方法 |
| 4.2 系统原理 |
| 4.3 实验验证 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 矢量光的偏振拓扑荷分拣系统 |
| 5.1 矢量光及偏振拓扑荷 |
| 5.2 拓扑荷分拣与偏振拓扑荷分拣 |
| 5.3 基于偏振共轭相位器件的偏振拓扑荷分拣 |
| 5.3.1 偏振共轭相位器件与系统 |
| 5.3.2 仿真验证 |
| 5.4 基于几何相位元件的偏振拓扑荷分拣系统 |
| 5.4.1 几何相位器件及系统 |
| 5.4.2 实验验证 |
| 5.5 高分离效率的偏振拓扑荷解复用系统 |
| 5.5.1 系统原理 |
| 5.5.2 实验验证 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 用于光场操控的光学衍射神经网络 |
| 6.1 光学衍射神经网络和相位衍射板 |
| 6.2 内在约束及优化 |
| 6.3 光场操控应用仿真 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（4）相位型全息分划板的复制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复制技术国内外研究状况 |
| 1.2.2 光学元件模具制备国内外研究状况 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 2 相位型全息分划板制作与复制技术理论研究 |
| 2.1 相位型全息分划板的制作原理 |
| 2.1.1 基于光学全息的设计原理 |
| 2.1.2 基于计算全息的设计原理 |
| 2.1.3 再现像的分离条件 |
| 2.1.4 相位与刻蚀高度的关系 |
| 2.2 微光学元件复制技术理论 |
| 2.2.1 复制技术原理 |
| 2.2.2 复制技术分类 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 相位型全息分划板模具结构参数设计及制作 |
| 3.1 模具微结构参数设计 |
| 3.1.1 相位型分划板模具的特征尺寸设计 |
| 3.1.2 模具相位结构的计算 |
| 3.1.3 相位量化处理 |
| 3.1.4 取反方法 |
| 3.2 MATLAB仿真模拟 |
| 3.3 模具制作 |
| 3.3.1 单点金刚石平面快刀伺服加工方法 |
| 3.3.2 模具材料的选取 |
| 3.3.3 模具样品的加工 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 新型复制工艺研究及仿真分析 |
| 4.1 改进的紫外光固化纳米压印工艺研究 |
| 4.2 紫外光固化纳米压印填充脱模的影响因素分析 |
| 4.2.1 填充过程的理论分析 |
| 4.2.2 脱模过程的理论分析 |
| 4.3 填充与脱模过程的仿真模拟 |
| 4.3.1 ANSYS建立填充理论模型并仿真分析 |
| 4.3.2 ANSYS建立脱模理论模型仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 复制实验 |
| 5.1 复制材料的选取 |
| 5.1.1 基底材料的选取 |
| 5.1.2 新型紫外光固化聚合物的制备 |
| 5.1.3 紫外光固化物材料的光学性能分析 |
| 5.2 复制样品的制备 |
| 5.3 复制样品的验证 |
| 5.4 相位型全息分划板样品的误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本论文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（5）基于反射型超表面的电磁调控器原理及制备技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 超表面电磁调控器件概述 |
| 1.2.1 超表面结构的电磁调控特性 |
| 1.2.2 超表面电磁调控器件的分类 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 频谱调控型超表面电磁调控器件 |
| 1.3.2 波前调控型超表面电磁调控器件 |
| 1.4 存在的问题及主要研究内容 |
| 1.5 论文组织架构 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 超表面电磁调控器件的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超表面电磁调控的基本理论 |
| 2.2.1 金属材料色散模型 |
| 2.2.2 表面等离子体共振 |
| 2.2.3 局域相位调控 |
| 2.3 超表面设计和分析方法 |
| 2.3.1 等效阻抗法 |
| 2.3.2 传输线理论 |
| 2.3.3 数值计算方法 |
| 2.4 超表面器件的实验制备及表征方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于Fano共振的窄带吸收 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 窄带吸收器设计方法 |
| 3.2.1 超表面吸收器机理 |
| 3.2.2 Fano共振 |
| 3.3 窄带吸收器仿真设计 |
| 3.3.1 结构设计与分析 |
| 3.3.2 结构参数对吸收特性的影响 |
| 3.4 窄带吸收器的传感特性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于悬链线场理论的超表面设计方法及宽带调制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 悬链线场理论及宽带调制方法 |
| 4.2.1 超表面波 |
| 4.2.2 悬链线电场分布 |
| 4.2.3 色散调控及带宽拓展 |
| 4.3 太赫兹宽带吸收器设计 |
| 4.3.1 宽带吸收器结构设计 |
| 4.3.2 宽带吸收器理论分析 |
| 4.3.3 宽带吸收器性能分析 |
| 4.4 太赫兹宽带吸收器的制备与测试 |
| 4.4.1 工艺制备 |
| 4.4.2 性能表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 大面积纳米超表面器件工艺制备 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 大面积纳米超表面器件制备方法 |
| 5.2.1 阴影沉积 |
| 5.2.2 近场光学曝光技术 |
| 5.3 跨波段调控材料的工艺制备及电磁特性 |
| 5.3.1 跨波段调控材料的工艺制备 |
| 5.3.2 跨波段调控材料的电磁特性 |
| 5.4 跨波段调控材料的性能表征 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于相变材料的可调光学器件 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 可调波前调控设计方法 |
| 6.2.1 几何相位 |
| 6.2.2 相变材料GST |
| 6.3 可调光学器件设计 |
| 6.3.1 可调超表面单元结构设计 |
| 6.3.2 近红外可调光学器件设计 |
| 6.3.3 中红外可调光学器件设计 |
| 6.4 可调光学器件的实验验证 |
| 6.4.1 工艺制备 |
| 6.4.2 实验表征 |
| 6.4.3 GST相变 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间取得的科研成果 |
| C.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）用于纳米结构功能器件的表面等离子体光刻技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 SP的概念与历史背景 |
| 1.3 SP超分辨光刻技术研究进展与发展趋势 |
| 1.3.1 SP干涉光刻 |
| 1.3.2 SP成像光刻 |
| 1.3.3 SP直写光刻 |
| 1.4 本研究领域待解决的科学与技术问题 |
| 1.5 本论文研究思路与内容 |
| 1.6 论文组织架构 |
| 第2章 SP光刻的理论基础与数值模拟方法 |
| 2.1 光刻概述 |
| 2.1.1 光刻光源 |
| 2.1.2 光刻胶 |
| 2.1.3 光刻工艺 |
| 2.2 SP的基本理论 |
| 2.2.1 倏逝波 |
| 2.2.2 SP存在的条件 |
| 2.2.3 SP的特征参数 |
| 2.2.4 SP的激发方式 |
| 2.3 SP的数值模拟方法 |
| 2.3.1 严格耦合波分析法 |
| 2.3.2 有限元分析方法 |
| 2.3.3 时域有限差分法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 奇模SP干涉光刻技术的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 奇模SP干涉光刻的设计原理与模拟结果 |
| 3.3 样品结构制备与光刻实验 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.5 进一步提高干涉图形质量与分辨率的方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 腔体式SP成像光刻用于超表面全息图的制备研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 腔体式SP成像光刻结构与原理 |
| 4.3 成像光场的仿真与分析 |
| 4.4 样品制备与实验条件 |
| 4.4.1 掩模与样品的制备过程 |
| 4.4.2 光刻与刻蚀传递实验 |
| 4.4.3 图形表征与测试 |
| 4.4.4 全息效果测试实验 |
| 4.5 实验结果与分析 |
| 4.5.1 光刻实验 |
| 4.5.2 光刻图形的刻蚀传递 |
| 4.5.3 全息设计原理与样品的全息效果测试 |
| 4.6 大面积彩色纳米全息超表面的制备与效果测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 反射式SP光刻用于LSPR传感芯片制备的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反射式SP成像光刻原理与结构 |
| 5.3 工艺流程与实验方法 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.5 所制备LSPR传感芯片的光谱测试 |
| 5.6 掩模的拓展设计与实验结果 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 高分辨率小分子体系i-线光刻胶的制备研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光刻胶合成与光刻反应机理 |
| 6.3 光刻胶溶液的配制 |
| 6.4 光刻胶的基本性能表征与评估 |
| 6.5 光刻胶的光刻质量与分辨率 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要创新点 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 注释说明汇集表 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）基于DMD数字掩模光刻的液晶光控取向技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 液晶、液晶聚合物及液晶器件 |
| 1.3 光取向技术 |
| 1.3.1 光取向机制 |
| 1.3.2 光取向结构 |
| 1.4 传统光刻技术 |
| 1.5 本文主要研究内容与基本框架 |
| 第2章 DMD系统与光刻衍射原理 |
| 2.1 激光干涉理论 |
| 2.2 二次曝光的基本理论与应用 |
| 2.3 DMD系统介绍 |
| 2.3.1 DMD系统光源选择 |
| 2.3.2 光路传递 |
| 2.3.3 图形产生 |
| 2.3.4 物镜缩微 |
| 2.3.5 CCD即时观测 |
| 2.3.6 DMD系统结构与功能 |
| 第3章 DMD光刻实现分辨率最小化 |
| 3.1 液晶光刻实验前期操作流程 |
| 3.2 实现DMD2X、5X、10X物镜光刻 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 DMD系统制作复杂液晶器件结构 |
| 4.1 棋盘结构液晶器件光刻实验制作 |
| 4.2 消偏器理论及制作 |
| 4.2.1 光场消偏技术 |
| 4.2.2 液晶空域消偏器制作与测试 |
| 4.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）177eV1.24keV能区X射线条纹相机和平响应滤片的绝对谱响应研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 核聚变 |
| 1.1.1 核能 |
| 1.1.2 热核聚变 |
| 1.1.3 ICF的三种驱动方式 |
| 1.2 高温等离子体X射线发射谱学 |
| 1.2.1 激光聚变靶 |
| 1.2.2 高功率激光与靶相互作用 |
| 1.2.3 高温等离子体X射线发射光谱特征 |
| 1.2.4 能量的转换 |
| 1.3 ICF诊断 |
| 1.3.1 主要物理量 |
| 1.3.2 诊断方法与技术 |
| 1.3.3 诊断要求 |
| 1.3.4 诊断设备 |
| 1.4 XSC和XFF绝对谱响应的研究现状及其研究意义 |
| 1.4.1 XSC和XFF绝对谱响应研究现状概述 |
| 1.4.2 XSC和XFF绝对谱响应的研究意义 |
| 1.5 论文课题的研究价值及论文的内容安排 |
| 1.5.1 论文课题的研究价值 |
| 1.5.2 论文的内容安排 |
| 2 XSC绝对谱响应的理论研究 |
| 2.1 XSC的结构组成 |
| 2.2 XSC的工作原理 |
| 2.3 XSC的主要技术指标及其测量方法 |
| 2.3.1 空间分辨率 |
| 2.3.2 时间分辨率 |
| 2.3.3 动态范围 |
| 2.3.4 偏转灵敏度 |
| 2.3.5 扫描速度及非线性 |
| 2.3.6 谱响应灵敏度 |
| 2.4 XSC绝对谱响应的理论分析 |
| 2.4.1 XSC绝对谱响应表达式的数学推导与分析 |
| 2.4.2 光阴极量子效率表达式的数学推导与分析 |
| 2.4.3 大型主动式X射线诊断设备绝对谱响应的理论研究方法总结 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 XSC绝对谱响应的实验研究 |
| 3.1 国内外XSC绝对谱响应实验测量方法 |
| 3.1.1 国内外实验测量方法优缺点分析 |
| 3.1.2 测量方法类型的归纳与比较 |
| 3.2 XSC绝对谱响应测量实验方案 |
| 3.2.1 实验方案的内容及原理 |
| 3.2.2 实验方案优势分析 |
| 3.2.3 激光等离子体X射线源的重要特征 |
| 3.2.4 全息平场光栅谱仪的原理 |
| 3.3 X射线CCD的绝对谱响应标定 |
| 3.3.1 同步辐射源 |
| 3.3.2 标定实验 |
| 3.3.3 数据处理 |
| 3.4 XSC光阴极的制备与标定 |
| 3.4.1 光阴极的制备 |
| 3.4.2 光阴极标定 |
| 3.5 发射体厚度和X射线入射角度对光阴极响应的影响 |
| 3.6 全息平场光栅谱仪的设计与制作 |
| 3.7 实验光路瞄准方法 |
| 3.8 实验设备调试 |
| 3.8.1 线下调试 |
| 3.8.2 线上调试 |
| 3.9 XSC绝对谱响应灵敏度测量 |
| 3.9.1 谱仪波长与像素位置关系的实验标定 |
| 3.9.2 XSC绝对谱响应实验测量 |
| 3.10 本章小结 |
| 4 XFF绝对谱响应的理论分析和实验测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 XFF的设计原理与制作流程 |
| 4.2.1 XRD简介 |
| 4.2.2 传统型XFF原理及设计 |
| 4.2.3 新型XFF的设计原理及制作流程 |
| 4.3 XFF的绝对谱响应特性分析 |
| 4.4 可用于XFF绝对透过率测量的三类传统方法优缺点分析 |
| 4.5 同步辐射光源下XFF绝对透过率测量实验 |
| 4.6 激光等离子体X射线源下XFF绝对透过率测量实验 |
| 4.6.1 双支路测量实验 |
| 4.6.2 单支路测量实验 |
| 4.6.3 单、双支路测量方法的比较与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A作者在攻读博士学位期间发表的论文及专利目录 |
| B作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（9）基于透明陶瓷的二元光学元件的设计与制作（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究工作及内容安排 |
| 第2章 透明陶瓷 |
| 2.1 透明陶瓷定义 |
| 2.2 透光原理 |
| 2.3 影响透明陶瓷透光率的因素： |
| 2.4 应用 |
| 第3章 实验所用掩模的设计与介绍 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接触式光刻掩模 |
| 3.3 数字微光刻掩模 |
| 第4章 基于透明陶瓷制作二元光学元件的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2“加法”方案的实验研究 |
| 4.3“减法”方案 |
| 4.4 检测评价 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 结果分析与讨论 |
| 5.1 镀膜结果分析 |
| 5.2“加法”方案实验结果分析 |
| 5.3“减法”方案结果分析 |
| 5.4 透明陶瓷的实验对比总结 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）多功能数字全息激光干涉直写系统的开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 微制造技术发展现状 |
| 1.2.2 全息术发展历程 |
| 1.2.3 计算全息术 |
| 1.3 本文研究内容及结构安排 |
| 2 原理 |
| 2.1 激光干涉光刻技术 |
| 2.2 激光干涉光刻基础理论 |
| 2.2.1 光波干涉理论 |
| 2.2.2 光波衍射理论 |
| 2.2.3 光栅衍射理论 |
| 2.3 全息光学理论 |
| 2.3.1 平面波的菲涅尔衍射理论 |
| 2.3.2 计算全息图制作原理 |
| 3 系统样机设计 |
| 3.1 结构设计 |
| 3.2 器件选型 |
| 3.2.1 光源 |
| 3.2.2 空间光调制器 |
| 3.2.3 二维运动平台 |
| 3.2.4 运动控制卡 |
| 3.2.5 显微物镜 |
| 4 图像处理算法与系统控制软件 |
| 4.1 数字图像处理算法 |
| 4.1.1 衍射光学元件(DOE) |
| 4.1.2 光学可变图像 |
| 4.1.3 消色散光变图像 |
| 4.1.4 全视差合成计算全息图 |
| 4.2 系统控制软件的分析与设计 |
| 4.2.1 软件功能分析 |
| 4.2.2 软件工作流程 |
| 4.2.3 软件界面简介 |
| 5 系统样机测试及光刻实验 |
| 5.1 系统实现 |
| 5.1.1 系统搭建 |
| 5.1.2 系统性能测试 |
| 5.1.3 系统性能分析 |
| 5.2 光刻实验 |
| 5.2.1 衍射光学元件 |
| 5.2.2 光学可变图像 |
| 5.2.3 消色散光变图像 |
| 5.2.4 计算全息图 |
| 5.2.4.1 菲涅尔计算全息图 |
| 5.2.4.2 全视差合成计算全息图 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 发表的学术论文 |
四、全息微光刻中全息掩模衍射特性的理论研究（论文参考文献）
- [1]用于X射线光谱分析的高效率自支撑闪耀透射光栅的制作[D]. 胡华奎. 安徽工程大学, 2020
- [2]相位型软边光阑的设计与工艺研究[D]. 姚明亮. 苏州大学, 2020(02)
- [3]应用于奇点光学的光场操控技术研究[D]. 郑水钦. 深圳大学, 2019(09)
- [4]相位型全息分划板的复制技术研究[D]. 武耀霞. 西安工业大学, 2019(03)
- [5]基于反射型超表面的电磁调控器原理及制备技术研究[D]. 张明. 重庆大学, 2019
- [6]用于纳米结构功能器件的表面等离子体光刻技术研究[D]. 刘利芹. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2018(01)
- [7]基于DMD数字掩模光刻的液晶光控取向技术研究[D]. 许昕. 湖南大学, 2018(01)
- [8]177eV1.24keV能区X射线条纹相机和平响应滤片的绝对谱响应研究[D]. 余建. 重庆大学, 2017(06)
- [9]基于透明陶瓷的二元光学元件的设计与制作[D]. 李豪伟. 南昌航空大学, 2015(04)
- [10]多功能数字全息激光干涉直写系统的开发[D]. 闫高宾. 中国海洋大学, 2015(08)