1、納秒激光制作LN光柵的測試與分析納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page2什么是納秒激光器？光柵是什么？如何制備？有哪些不足及問題？納秒激光制作LN光柵的測試與分析納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page3什么是激光？激光器？納秒激光器？單色性好、亮度高、方向性好、相干性好工作介質、諧振腔、泵浦源納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page4普通白織燈光譜980nm紅外激光光譜單色性好：納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page5Nd：YAG Lasers：釔鋁石榴石晶體為其激活物質波長波長脈沖寬

2、度：8-12ns脈沖寬度：1-2ns脈沖寬度：2-3ns納秒激光器：納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page6由大量等寬等間距的平行狹縫構成的光學器件稱為光柵1、光柵的定義： 可用于光譜儀、防反射表面、偏光器件、光學濾波器、高效衍射器件等光學器件； 通常所說的光柵，是指利用衍射效應對光進行調制的衍射光柵。但也存在利用其它原理對光進行調制的光柵，如晶體折射率光柵。2、光柵的用途：納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page7立體光柵：應用于印刷、展示，具有立體效果,通過角度或擺產生幻變、動畫圖像列漂亮全息光柵：應用于商標防偽、印刷、光學儀器、激光演

3、示等 3、光柵分類： 納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page8反射光柵：光學儀器,激光演示,激光玩具透射光柵：光學儀器,激光演示,激光玩具 以透明的鈮酸鋰材料制作光柵，制作透射式光柵納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page9還可分為：一維光柵 二維光柵納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page10根據光柵常數可分為：等周期、透射、一維光柵納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page11制備光柵的主要方法：1、單光束直寫 利用顯微物鏡將激光束會聚于材料介質上，由計算機控制樣品臺移動，直接在材料表面

4、曝光，刻劃出連續(xù)的光柵槽形結構；光柵周期結構的微細程度主要取決于顯微物鏡的倍率納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page122、多光束激光干涉直寫 將激光器的單束激光經衍射、干涉光學等組件擴束準直再分束，最后會聚到材料表面用激光干涉形成的條紋光點作為直寫點進行光柵周期結構制作的方法。 DPSSL：二極管泵浦固體激光器【電光轉換效率高達15%；頻率穩(wěn)定性好；可以得到高縫制功率的調Q脈沖輸出；光束質量好；性能可靠、壽命長；】納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page133、電子束直寫在掃描電鏡技術的基礎上發(fā)展起來，其精度比激光刻寫更高。常用于高精密度

5、掩膜及X射線掩膜制造、新器件、新結構的研究與加工等。200m厚的雙面拋光硅基板涂覆電子束用光刻膠電子曝光寫上所需的微結構圖形作為掩模將基板顯影、烘烤放入快速原子束工作系統用反應氣體SF6進行刻蝕將電子束刻蝕用正膠（濃硫酸和雙氧水）去除2002.上海交通大學微納米科學技術研究院實驗結果的SEM圖片納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page14制備光柵的主要方法：單光束直寫、雙光束干涉、電子束直寫單光束直寫：顯微物鏡與激光器各參數間的匹配；三維平移臺的控制；納秒激光器基本參數為：10HZ、最大輸出能量1J（1064nm）成都光翼科技報價：1064nm：4萬元532nm：1萬

6、元納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page15（1）、棱鏡和平面鏡（2）、分光鏡（532nm）（3）、M1雙光束干涉刻蝕納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page16雙光束干涉刻蝕雙光束干涉條件雙光束干涉條件：時間相干性、空間相干性空間相干性：同一光源（為了使光束間的相位恒定，保證了單色程度一致）時間相干性：光程差翻閱納秒激光器手冊3-7可得譜線寬度為：30GHz可得：對比：氦氖激光器的相干長度約為十幾米，要求光程差為幾個厘米量級棱鏡or平面反射鏡？納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page17影響光柵質量的參數：光柵常

7、數刻線條數光柵槽深一級衍射效率也可理解為刻線距離；一般為微米量級，幾到幾十個微米都可制備，但多選用十幾個微米最佳一般情況下，極下限刻線條數為15條左右；刻線條數過少將觀察不到衍射現像（飛秒刻蝕數據）根據基底材料不同，有一個最佳值，不是越深越好；對于納秒激光刻寫透射式光柵，還有待實驗探究蘇州大學用納秒激光刻蝕玻璃基質鉻薄膜，得槽深253nm為最佳，其在波長為532nm的激光的一級衍射效率為6.5%；（351nm，1150J，DPSSL）納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page18實驗參數設置：刻蝕脈沖個數刻蝕脈沖個數刻蝕波長刻蝕波長檢測波長檢測波長檢測內容檢測內容10532nm532nm一級衍射效率光柵刻槽形貌衍射級數20305080100猜想：刻蝕脈沖個數可以控制光柵槽深納秒激光刻蝕LN形成光柵的測試與分析 2015.3.22 Page191、沒有考慮雙光束