一种基于导模干涉的偶氮苯聚合物表面起伏光栅光刻机

摘要

本实用新型公开了一种基于导模干涉的偶氮苯聚合物表面起伏光栅光刻机，包括：激光光源，光电快门，透镜，半波片，起偏器，分束器，平面反射镜，棱镜，匹配油，玻璃基底，金属薄膜，偶氮苯聚合物薄膜，光波导参数测量仪。激光光源发出的光扩束后，经半波片，起偏器后，成为所需的偏振光，经分束镜后成为强度相等的两束，被平面反射镜反射后，以相同的导模激发角辐照到金属薄膜上，并激发多层结构中的导模，两束导模的干涉导致偶氮苯聚合物的质量迁移，从而刻写出亚波长表面起伏光栅。本实用新型基于导模干涉场，偶氮苯聚合物薄膜，实现了大面积亚波长表面起伏光栅的刻写，光刻时间短，工艺简单，无需显影、定影，且刻写的光栅可擦除和重构。

主权项

一种基于导模干涉的偶氮苯聚合物表面起伏光栅光刻机，其特征在于：该光刻机包括：激光光源（1），光电快门（2），短焦距透镜（3），长焦距透镜（4），半波片（5），起偏器（6），分束器（7），平面反射镜A（8），平面反射镜B（9），棱镜（10），匹配油（11），玻璃基底（12），金属薄膜（13），偶氮苯聚合物薄膜（14），光波导参数测量仪（15）；其中： 所述的激光光源（1），为可见光波段或紫外波段的激光，用于激发金属薄膜（13）、偶氮苯聚合物薄膜（14）、空气多层结构中的导波模式，简称导模；所述激光光源（1）所发射的激光，经过光电快门（2）控制曝光时间，通过短焦距透镜（3），长焦距透镜（4）扩束后，经过半波片（5），起偏器（6）后成为具有特定偏振方向的低强度激光束，经分束器（7）分成强度相同的两束光，其中一束光经平面反射镜A（8）反射后辐照到放置在光波导参数测量仪中心的所述的棱镜（10）上，并经该棱镜（10）和所述的匹配油（11），所述的玻璃基底（12）耦合后，辐照到所述的金属薄膜（13）上，通过光波导参数测量仪测量反射光光强曲线，并确定激发的导波模式及其对应的激发角；选取所需的用于刻写偶氮苯聚合物薄膜（14）表面起伏光栅的导波模式，将棱镜（10），匹配油（11），玻璃基底（12），金属薄膜（13），偶氮苯聚合物薄膜（14）通过光波导参数测量仪调至相应的导波模式对应的激发角后，将平面反射镜B（9）与平面反射镜A（8）关于棱镜底面的法线对称放置，以使经平面反射镜B（9）反射的激光束与平面反射镜A（8）反射的激光束具有相同的入射角，且两束光辐照在金属薄膜（13）上的光斑重合；暂时关闭光电快门（2），并通过旋转半波片（5）使得刻写光光强能够达到最大；设置好曝光时间后，开启光电快门（2），两束高强度激光将以相同的激发导模的入射角辐照到金属薄膜（13）上，从而激发金属薄膜（13），偶氮苯聚合物薄膜（14）和空气多层结构中的两束导模，该两束导模的相互干涉导致偶氮苯聚合物的质量迁移，从而在金属薄膜（13）上的偶氮苯聚合物薄膜（14）层刻写出大面积亚波长氮苯聚合物表面起伏光栅，光栅的面积与扩束后的激光束光斑面积相当，光栅的周期可以通过偶氮苯聚合物薄膜的厚度和/或激发的导模来调节，所刻写的光栅可通过加热或圆偏振光辐照来擦除，进而进行重新刻写。