论文摘要
在红外器件中,很多时候需要对某一特定频率段的电磁波进行选择透过,而大多数材料并不能透过红外电磁波,更不可能实现对特定频带选择透过的效果。本论文基于光栅的EOT现象,利用CST和MATLAB软件设计了一系列不同参数的光栅,并采用直流磁控溅射和微细加工工艺设计并制备了一系列不同周期的铝条形光栅并测试其红外波段的透过率,调整光栅结构参数以达到频率选择透过的效果。结合仿真结果和测试结果分析,得到如下结论:1.铝膜中氧含量受溅射气压影响,在60W/0.7Pa工艺条件制备的金属铝膜性能最佳;薄膜厚度随溅射时间线性增长,金属铝薄膜的平均沉积速率为7nm/min。2.严格耦合波法分析表明:光栅周期对光栅背向区域的电场分布有控制作用。光栅周期大于入射光波长时,背向区域中电场强度较弱;而当光栅周期略小于或等于入射电磁波波长时,背向区域局部电场强度大于入射电磁波电场强度,表明此时EOT现象产生,透过率增强;当光栅周期小于入射电磁波波长2/5,缝隙宽度小于入射电磁波波长的1/5时,入射电磁波不能透过。3. CST软件建模仿真结果表明:对于TE模式的入射电磁波,出现透过率峰值的位置总是处于光栅周期对应的波长附近,利用MATLAB自编程进行拟合,得到透过率峰值的位置与光栅周期的关系;对于TM模式的电磁波,透过率曲线在红外波段整体平滑,在8-14μm波段透过率达到70-80%。4.光栅样品的红外测试结果表明:在入射波长小于光栅周期的波段光栅透过率较低,在光栅周期对应的入射电磁波波长附近透过率增加,出现选择透过特性。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 增透膜简介1.3 光栅的EOT 效应1.4 亚波长光栅研究历史及现状1.5 本论文主要研究内容第二章 亚波长光栅传输特性的理论计算2.1 光栅的分析方法2.2 严格耦合波法2.2.1 周期光栅电磁场的性质2.2.3 严格耦合波法求解2.2.4 严格耦合波法求解结果分析2.3 小结第三章 光栅结构设计与仿真3.1 光栅仿真模型建立3.1.1 仿真软件介绍3.1.2 仿真参数确定3.2 周期对光栅透过率的影响3.3 栅条厚度对光栅透过率的影响3.4 占空比对光栅透过率的影响3.5 材料对光栅透过率的影响3.6 光栅参数确定第四章 铝膜制备及性能测试4.1 铝膜制备4.1.1 溅射镀膜设备4.1.2 直流溅射原理4.1.3 实验材料4.1.4 实验过程4.2 铝膜性能表征4.2.1 铝膜性能表征方法4.2.2 制备参数对铝膜的影响4.3 小结第五章 光栅制备及性能测试5.1 光栅刻蚀5.1.1 光刻原理5.1.2 实验步骤5.2 光栅测试手段5.2.1 刻蚀深度测试5.2.2 微观形貌分析5.2.3 样品成分分析5.2.4 红外性能测试5.3 光栅样品测试结果及分析5.3.1 台阶仪测试结果5.3.2 SEM 测试结果5.3.3 EDS 测试结果5.3.4 红外透过率分析5.4 小结第六章 结论及展望6.1 结论6.2 进一步工作方向致谢参考文献攻读硕士期间取得的研究成果
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标签：亚波长光栅论文; 严格耦合波法论文; 红外透过率论文;
