大面积亚波长光栅的制造和应用

摘要

亚波长光栅由于其特殊的衍射特性，一直被人们关注与研究。其零级衍射光的高亮度、单色性以及极小的观测角，使其能够产生色变现象。这一现象在许多方面都有优秀的应用前景，特别是在防伪技术上，其性能与防伪效果十分出色，此外生物医学显微技术领域其特性也受到关注。
　　本文通过对亚波长光栅的衍射效应进行分析，利用严格耦合波理论建立了其衍射模型，计算了其衍射效率，根据仿真结果设计出了一种大面积的亚波长光栅模板。然后通过EBL、ICP、纳米压印和电铸等微纳制造工艺，成功制作出了大面积的亚波长光栅的模板。最后又结合了目前生物医学行业的显微技术，制作出了用于动物活体显微的亚波长光栅微尺模板的制作。在制作过程中，解决了大面积版图带来的许多工艺问题。
　　本文最终得到的亚波长防伪光栅和微尺均有良好的光致色变现象，在防伪技术与生物医学领域都具有优秀的性能。亚波长光栅的结构精细，衍射效果特殊，极难被他人仿制或伪造。大面积的亚波长光栅未曾在市场和文献中有过报道，亚波长光栅微尺直接用于动物活体组织比对也是首次提出的创新应用，大大扩展了亚波长光栅的实际应用领域。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 课题研究现状

1.3 本论文的研究内容

2 亚波长光栅的衍射特性与模型分析

2.1 亚波长光栅的衍射特性

2.2 导模共振效应和理论模型

2.3 模拟仿真

2.4 小结

3 大面积亚波长光栅模板的制作

3.1 硅模板的制作

3.2 IPS软模板的制作

3.3 金属模板的制作

3.4 本章小结

4 亚波长光栅模板性能测试

4.1 硅模板的测试

4.2 IPS软膜的测试

4.3 镍模板的测试

4.4 本章小结

5 用于动物活体组织显微的亚波长光栅微尺模板制作

5.1 亚波长衍射光栅微尺

5.2 微尺硅模板的制作

5.3 微尺IPS软模板的制作

5.4 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献