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本文为了分析亚波长周期介质光栅的衍射特性,采用FDTD(时域有限差分)方法,在三维直角坐标系下,以30nm为网格大小,PML(完全匹配层)为吸收边界条件,以一维FDTD随时间逐步推进的方式引入入射波,对于周期为240nm占空比为0.5材料为n=1.35的透光玻璃介质的亚波长周期介质光栅,以1550nm为波长偏振角度为45°的平行光进行入射在深度分别为120nm,150nm,180nm,210nm的条件下所得到的衍射场进行了模拟计算,得到了电场不同方向上分量的大小和相对相位延迟,发现对于亚波长周期介质光栅,其衍射性质与入射光的偏振状态相关,平行于光栅的电场分量相对相位延迟总是大于垂直于光栅的电场分量的相对相位延迟,对于其偏振变换性质进行了探讨。提出了电子束光刻与反应离子束刻蚀相结合的手段来制作亚波长介质光栅,这种方式可以获得较高的刻蚀精度,在电子束光刻后,然后采用湿法腐蚀的办法将感光胶上的图形转移到沉积在石英片上的铬膜上,最后由反应离子束刻蚀将图形转移到石英片上。分析了整个实验的不足和可能出现的误差,并提出了改进备选方案。
设计了对于亚波长介质光栅的衍射性质的实验检测手段,在激光多功能光电测试系统实验仪上,从激光器中射出的光经过偏振方向可调起偏器后垂直入射到亚波长光栅表面,再经过一个可调偏振片(检偏器)改变两片偏振片的偏振方向,利用光电传感器接受出射光强,然后由得到的光强变化可以得到亚波长光栅的对入射光的偏振改变情况。