[发明专利]减反射光栅的制备方法

摘要

一种减反射光栅的制备方法。该方法利用模式理论中的有效模折射率的概念，将减反射光栅等效成一简单的法布里-珀罗干涉仪的结构。该方法包括三步：①首先根据要求选择相应的光栅衬底材料、入射波长、入射角度、入射介质的折射率和入射方式；②将我们制备的一维矩形光栅等效成一个类似于F-P腔的结构，然后根据模式理论计算入射介质、光栅区域和出射介质的等效折射率：③根据以上减反射光栅参数采用光刻方法进行减反射光栅制备。本发明具有精度高、物理意义明确的特点，在设计和制备减反射光栅方面具有重要的应用价值。

主权项

一种减反射光栅的制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：①首先根据要求选择相应的光栅衬底材料、入射波长、入射角度、入射介质的折射率和入射方式；②将我们制备的一维矩形光栅等效成一个类似于F-P腔的结构，然后根据模式理论计算入射介质、光栅区域和出射介质的等效折射率：入射介质的等效折射率neffin利用下式计算： n eff in = n 1 cos θ - - - ( 1 ) 式中：n1为入射介质折射率，θ为入射角；光栅区域的等效折射率通过解如下的模式本征方程获得： cos [ k g ( 1 - f ) ] cos ( k r fΛ ) - k g 2 + k r 2 2 k g k r sin [ k g ( 1 - f ) Λ ] sin ( k r fΛ ) = cos ( αΛ ) - - - ( 2 ) 式中： k r = k 0 n r 2 - n eff - 0 2 , k g = k 0 n g 2 - n eff - 0 2 , α＝k0sinθ.，nr-光栅脊背折射率，ng-光栅沟槽折射率，neff-0-光栅区域的零阶模式的等效折射率，f-光栅占空比，Λ-光栅周期，θ-入射角，k0-入射波在真空中的波矢(2π/λ)；出射介质的等效折射率利用下式计算： n 2 eff _ 0 out = n 2 2 - ( k x 0 k 0 ) 2 - - - ( 3 ) 式中：kx0＝k0n1 sin(θ)，n2-出射介质，即光栅衬底材料的折射率根据薄膜理论可知，当光栅区域的等效折射率满足如下关系，并且厚度为四分之一波长时，反射减小为零： n eff _ 0 = n eff in n 2 eff _ 0 out - - - ( 4 ) h＝λ/(4neff_0)                                        (5)解(1)、(2)、(3)、(4)和(5)的联立方程，求出减反射光栅各参数：光栅周期Λ、深度h和占空比f；③根据以上减反射光栅参数采用光刻方法进行减反射光栅制备。