各种器件高度集成化和微型化的需求对微纳结构的制备技术不断提出了新的挑战,光刻方法是制备微纳结构最重要的技术之一。在众多的光刻方法中激光干涉光刻由于具有大面积刻写、无掩模以及高效率的优势应用最为广泛。然而现有的激光干涉光刻方法仍然缺乏系统而全面的研究,尤其是偏振组合和入射角对多束激光干涉光刻制备微结构所产生的影响。由于受到光学衍射极限的限制,激光干涉光刻方法很难实现亚波长结构的刻写,而表面等离子体干涉光刻因其具有更大的波矢能够突破衍射极限。本文系统地研究了不同偏振组合和入射角对多束激光干涉光刻制备微结构形状、周期以及对比度的影响;在此基础上,进一步研究了表面等离子体干涉刻写亚波长结构的方法。具体内容如下:1.系统地研究了偏振和入射角对激光干涉光刻刻写二维微结构的影响。通过理论分析和数值模拟,研究了TM和TE偏振的有效组合和入射角调控对微结构制备的影响。该研究实现了诸如准六角密排、四方排列和六方排列等多种排列方式的二维结构的刻写,这些结构上的单元有蜂窝形、椭圆形、矩形、甜甜圈形、三角形和D形。通过改变激光干涉光刻的光束数量、偏振组合和入射角,可以对微结构排列方式和格点形状进行有效调控进而实现各种需求的微结构刻写。2.理论上研究了多束表面等离子体干涉光刻刻写周期性二维亚波长结构的规律。光刻装置基于衰减全内反射棱镜结构,使用了442 nm激光激发表面等离子体。三束和六束表面等离子体干涉光刻分别获得了周期为166 nm和288 nm呈准六角密排的圆形点阵,这些圆形格点具有相同的尺寸为96 nm;四束表面等离子体干涉光刻获得了周期为177 nm、特征尺寸为88.5 nm呈四方排列的方形点阵。研究的光刻方法具有普遍性,利用特定的光刻胶和金属组合可以得到具有不同特征尺寸和周期的二维亚波长结构,但其形状和排列方式与本研究的计算一致,在实际光刻中可根据实际需要选用光刻胶、金属薄膜以及激发光源。3.理论上研究了基于增强型Kretschmann结构结合样品旋转的表面等离子体光刻制备亚波长结构的规律。采用数值解析和有限元方法模拟光刻样品的旋转和曝光,可以确定光刻样品的光场分布。研究表明,增强型Kretschmann结构可增强光刻样品的光场分布,通过不同的旋转方法和曝光次数可以实现诸如方形结构、准六角密排结构和圆光栅结构的刻写。此外,对于给定材料的金属和电介质,不同厚度的金属和电介质组合具有不同的反射光谱和表面等离子体的激发角。因此,可以通过金属厚度调控,实现不同特征尺寸的亚波长结构刻写制备,这为表面等离子体干涉光刻的灵活设计提供了一条新途径。