TE_0导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究

摘要

通过棱镜耦合激发非对称金属包覆介质波导结构中的TE_0导波模式,利用两束TE_0模的干涉从理论上实现了周期可调的亚波长光栅刻写.分析了TE_0模式的色散关系,刻写亚波长光栅的周期与激发光源、棱镜折射率、光刻胶薄膜厚度及折射率之间的关系.用有限元方法数值模拟了金属薄膜、光刻胶薄膜和空气多层结构中TE_0导模的干涉场分布.研究发现,激发光源波长越短,TE_0模干涉刻写的亚波长光栅周期越小;光刻胶越厚,刻写的亚波长光栅周期越小;高折射率光刻胶有利于更小周期亚波长光栅的刻写.相较于表面等离子体干涉光刻,基于TE_0模的干涉可在厚光刻胶条件下通过改变激发光源、棱镜折射率、光刻胶材料折射率、特别是光刻胶薄膜的厚度等多种方式实现对亚波长光栅周期的有效调控.