通过微结构结合镀膜的方法成功设计和制备了中红外宽带减反射元件。首先,利用FDTD Solutions软件,模拟了微结构周期、占空比、高度以及膜层厚度对所需波段透射率的影响规律,得到较好增透效果的微结构和膜层结构参数;根据设计参数,采用激光干涉曝光和反应离子束刻蚀技术在蓝宝石表面制备出相应微结构,然后在其表面镀制相应厚度的SiO2膜。测试结果表明:仅有单面微结构的蓝宝石元件在1.5~4 μm波段的平均透射率达到92.3%,具有复合结构的蓝宝石元件在该波段的平均透射率高达98.7%,相对双面抛光蓝宝石样品透射率提升11.0%左右,实现了蓝宝石表面的宽带增透;对具有复合结构的蓝宝石元件进行了湿度验证和高低温循环实验,实验前后透射率曲线无明显变化,且无明显水吸收,说明该元件具有很好的环境适用性。

采用时域有限差分法研究了硒化锌基底的抛物线型周期阵列仿生微结构的光学性质,重点分析了微结构阵列的周期、高度、占空比和形状轮廓等对反射率的影响,得到了有较好增透效果的结构参数。根据模拟参数进行两次干涉曝光制备掩模,采用反应离子刻蚀技术制备周期阵列微结构。通过场发射扫描电子显微镜对微结构的表面形貌进行表征,并采用傅里叶变换红外光谱仪在中红外波段分别对双面抛光、单面微结构的硒化锌片进行透过率测试。结果表明:单面微结构样品在2~5 μm范围内的整体平均透过率比双面抛光硒化锌基片提高了10%,在2.3 μm处的最大透过率为82%。

针对上海光源X射线干涉光刻(XIL)光束线对狭缝精度的要求, 提出了一种应用于超高真空的精密四刀狭缝机构及热缓释方案。给出了四刀狭缝机构的工作原理, 其四个缝片独立运动, 采用线性驱动装置及精密直线导轨来实现开合。根据XIL光束线的特点, 设计了一种合理有效的热缓释方案, 对缝片进行了热-结构耦合分析。对狭缝的精度指标进行了测试。结果显示：该四刀狭缝的分辨率优于0.1 μm、运动重复精度优于2 μm、刀口直线度优于2.5 μm、平行度优于0.5 mrad, 可以精确实现狭缝在水平和垂直方向-5～250 μm的开度, 缝片在热负载下的最大热变形控制在0.034 μm。得到的结果表明, 该精密四刀狭缝具有高的精度和稳定性, 可满足XIL光束线的使用要求, 现已实际使用并制备出了100 nm周期的刻蚀线结构。

将涂有光致抗蚀剂的硅片或其它光敏材料置于由多束相干光以某种方式组合构成的干涉场中,可以在大视场和深曝光场内形成孔、点或锥阵周期图形,光学系统简单廉价,不需掩模和高精度大NA光刻物镜,采用现行抗蚀剂工艺.文中介绍的双光束双曝光法得到的阵列图形周期d的极限为dmin=λ/2,四光束单曝光的周期略大,为前者的 2 倍,三光束单曝光得到2/ 3 d周期的图形,并且图形不受基片在曝光场中位置的影响,适合大面积尺寸器件中周期图形的制作,而三光束双曝光和五光束曝光的结果是周期为2d的阵列图形,并且沿光轴方向光场随空间位置也作周期变化,适合在大纵深尺寸范围内调制物体结构.

光学光刻技术在微细加工和集成电路(IC)制造中一直是主流技术.随着IC集成度的提高,要求越来越高的光刻分辨力,但光学光刻的分辨极限受光刻物镜数值孔径(NA)和曝光波长(λ)的限制.激光干涉光刻技术具有高分辨、大视场、无畸变、长焦深等特点,其分辨极限为λ/4,在微细加工、大屏幕显示器、微电子和光电子器件、亚波长光栅、光子晶体和纳米图形制造等领域有广阔的应用前景.阐述了激光干涉光刻技术的基本原理.提出了一种采用梯形棱镜作为波前分割元件的激光干涉光刻方法.建立了相应的曝光系统,该系统可用于双光束、三光束、四光束和五光束等多光束和多曝光干涉光刻.给出了具有点尺寸约220nm的周期图形阵列的实验结果.