بخشی از مقاله
چکیده
ما پیشنهاد و اثبات کرده ایم که توري تمام نگاشتی فوتورزیست ساده که با لایه اي از آلومینیوم پوشیده شده، می تواند به عنوان تقسیم کننده باریکه قطبشگر بازتابی استفاده شود. آثار قطبشگري در نتیجه نیمرخ غیر سینوسی توري به دست آمده است. بهترین پارامترهاي توري براي بهینه سازي خواص تقسیم کننده باریکه قطبشگر با ارایه نیمرخهاي تجربی به نرم افزار محاسبه بهره پراش به می آیند. نتایج نظري و تجربی که ارایه شده اند نشان دهنده امکان عملی شدن ساخت قطعه است.
مقدمه
توري هاي حجمی یا برجسته سطحی1 در فرکانس فضایی بالا، خواص قطبشگري جالبی دارند که می توانند براي ایجاد قطعات قطبشگر استفاده شوند. ساختارهاي برجسته سطحی نسبت به توري هاي حجمی، مزایاي استفاده در تولید انبوه و عدم محدودیت به شرط براگ را دارند. توري هاي پراش برجسته در ناحیه تشدید که در مدهاي عبوري[1] و بازتابی [2,3] کار می کنند، براي استفاده به عنوان تقسیم کننده باریکه قطبشگر پیشنهاد شده اند. اخیرا ساختار هایی که با لیتوگرافی باریکه الکترونی ضبط شده اند و در حوزه زیر طول موجی کار می کنند نیز به عنوان تقسیم کننده باریکه قطبشگر تشریح شده اند. [4,5]
در توري هاي عبوري باید ساختارهاي عمیق ضبط شوند تا مدولاسیون اپتیکی لازم حاصل شود. در ساختارهاي زیرطول موجی، در توري هاي عبوري، به دلیل نیاز به نسبت عمق به پهناي بزرگتر و لایه هایی از مواد مختلف ، مشکلاتی در پروسه ساخت وجود دارد. توري هاي لایه اي هادي کامل[6] یا حتی مواد فلزي حقیقی[3,7] که در مد بازتابی کار می کنند، عمق و نسبت عمق به پهناي کمتري لازم دارند تا به عنوان تقسیم کننده باریکه قطبشگر استفاده شوند. ساخت ساختارهایی با نیمرخ هاي2 لایه اي3 مستقیم توري فقط دو مرتبه پراش را در بازتاب نشان میدهد: مرتبه صفر و منفی یک، که در امتداد نور فرودي باز می گردد. مرتبه صفرم پراش در جهت TM به طور خطی قطبیده است، در حالیکه مرتبه منفی یک پراش در جهت TE به طور خطی قطبیده است.
اپتیک تجربی
لایه اي هادي ایجاد شودو در توري هاي با نیمرخ سینوسی نمی تواند ایجاد شود. براي غلبه بر این محدودیت، بهره پراش نیمرخ ترکیبی سینوسی لایه اي را در نظر گرفتیم. این نیمرخ به سادگی می تواند با ظهورتوري فوتورزیست، تا رسیدن به زیرلایه حاصل شود. براي محاسبات نیمرخ هاي حقیقی، این نیمرخها به نرم افزار تجاري Grating solver [8] واردمی شوند تابهره پراش مرتبه هاي پراش تئوري را محاسبه کنند. نرم افزار از تجزیه و تحلیل موج توام شدید براي به دست آوردن بهره پراش استفاده می کند و اجازه می دهد ضریب شکست ورودي مواد، مختلط باشد.
تقسیم کننده باریکه طراحی شده بود تا در طول موج 633 nm - لیزر - He-Ne کار کند، و ما پیشنهاد ساخت قطعه در لایه فوتورزیست و لایه گذاري آلومینیوم را دادیم. بهترین پارامترهاي تئوري با رویه پیش رونده نیمرخ تجربی به دست می آید. چون نیمرخ توري با عمق توري تغییر می کند. با استفاده از این پروسه، پی بردیم که براي نیمرخهاي قابل دسترس، بهترین پارامترهاي هندسی تناوب Λ = 855 nm ، عمق d = 290nm و ضریب پرشدگیf= 25% 5 بود.
