1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，合肥 230009
2 合肥工业大学 特种显示技术国家工程实验室 现代显示技术省部共建国家重点实验室 光电技术研究院，合肥 230009
3 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，合肥 230009
针对浮雕光栅实际加工的光栅形貌与理论设计形貌存在差异的情况，提出从傅里叶级数的角度去分析光栅结构，探讨光栅傅里叶级数展开式中各空间频率分量对其结构和衍射效率的影响，试图在保证高衍射效率的同时，降低光栅的制备难度。对常见的周期性浮雕光栅进行傅里叶级数展开，减少高频分量，代入仿真软件建模并计算其衍射效率。仿真结果表明：对于矩形光栅，光栅陡直度为46.3°时即可满足最高衍射效率要求；而对于直角三角光栅，光栅陡直度为80.4°并且光刻分辨率不低于300 nm时才可满足最高衍射效率。针对不同结构的浮雕光栅，在满足最高衍射效率时保留的高频含量是不同的，文中提出的分析方法能帮助设计者根据具体的光栅结构，提出加工精度要求，制定具体加工方案，降低加工制备难度。
光栅 衍射效率 傅里叶级数 高频分量 陡直度 grating diffraction efficiency Fourier series high frequency component steepness
1 长春理工大学 理学院 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春 130022
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
为了解决半导体激光器传统刻蚀工艺中侧壁陡直度差和器件难以重复制作的问题, 利用湿法腐蚀与干法刻蚀相结合的刻蚀手段, 对980 nm锥形半导体激光器刻蚀工艺进行优化.通过对台面粗糙度与刻蚀速度的研究, 确定湿法腐蚀液和浓度配比的差异.并分析电感耦合等离子刻蚀对脊波导与腔破坏凹槽表面形貌的影响.研究结果表明, 选择配比为NH3·H2O∶H2O2∶H2O=1∶1∶50的腐蚀液进行湿法腐蚀, 刻蚀速率约为7 nm/s, 速率容易控制.且样品表面具有较好的粗糙度和均匀性, 利用电感耦合等离子刻蚀得到的脊波导与腔破坏凹槽侧壁陡直度良好, 没有出现横向钻蚀的情况.
锥形半导体激光器 陡直度 刻蚀工艺 脊波导 腔破坏凹槽 Tapered semiconductor laser Steepness Etching process Ridge waveguide Cavity failure groove
清华大学精密仪器系 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 北京 100084
现代亚微米光栅的应用通常要求栅脊侧壁陡直。通过比较两种配备不同离子源的刻蚀机的反应离子束刻蚀结果,认为影响亚微米光栅侧壁陡直度的一个重要因素是离子束发散角(束散角),且小束散角有利于获得陡直的光栅侧壁。国内应用最广泛的双栅考夫曼刻蚀机束散角较大(大于13°),致使用常规方法获得的熔石英光栅的侧壁倾角仅为77°。针对此刻蚀机,尝试了三种提高侧壁陡直度的方法：旋转倾斜刻蚀法、交替倾斜刻蚀法和二次金属掩模法,分别把侧壁倾角提高到86°、86°和82°。最后从掩模侧壁收缩速率和槽底部与顶部离子通量的差异对束散角对侧壁陡直度的影响给予解释,并说明了上述三种方法的工作机理。
物理光学 衍射光栅 亚微米光栅 反应离子束刻蚀 侧壁陡直度
