專利名稱：一種深紫外鋁光柵偏振器的制作方法
技術領域：
發明涉及一種偏振器，具體涉及一種工作波長為150nm-160nm的超深紫外線偏振器，屬于光柵偏振器技術領域。
背景技術：
偏振器是獲得偏振光的器件。傳統的偏振器主要有利用反射起偏的多層透明介質膜偏振器、利用折射起偏的多層透明介質膜偏振器、利用二向色性起偏的偏振器和利用雙折射起偏的晶體起偏器。大多數傳統偏振器的體積都比較大，這不利于它們在光電集成系統上的應用。光柵偏振器是一種新型偏振器。光柵偏振器具有體積小、結構緊湊、易于集成等優點。這種偏振器具有巨大的應用前景。由于大多數材料在深紫外波段具有高的吸收率，因此大多數傳統偏振器的工作波長都在200nm以上。只有少數基于BBO晶體的偏振器的工作波長能夠向短波方向延伸到190nm。但是當波長小于190nm后，基于BBO晶體的偏振器也存在聞損耗的問題,這使得基于BBO晶體的偏振器的透射率近似為零。雖然光柵偏振器具有應用于深紫外波段的潛力，但現有的光柵偏振器的工作波長一般都大于170nm。隨著157nm光刻技術的發展,急需偏振光源來提高它的光刻分辨率。但現有的偏振器無法滿足157nm光刻技術對高透射率偏振器的需求。

發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種深紫外鋁光柵偏振器，能夠解決現有偏振器在150nm-160nm波段工作時透射率極低的問題。本發明的深紫外鋁光柵偏振器包括鋁光柵和基底介質，鋁光柵的周期為50nm-100nm，厚度為50nm_200nm，占空比(光柵柵線寬度/光柵周期)為O. 3-0. 7 ;基底介質的材料是SiO2 ;基底介質緊密的包裹鋁光柵。工作原理任何光都可以分解成兩個偏振方向相互垂直的光波分量，即TE光和TM光；對于本發明的光柵偏振器，TE光是光波偏振方向平行于柵線的光，TM光是光波偏振方向垂直于柵線的光。當光波透過金屬光柵后，被金屬光柵衍射。對波長為150nm-160nmm光波，鋁光柵的非零級衍射光的透射率近似為零。本發明的光柵偏振器是鋁光柵的零級衍射光作為輸出光。一束光入射所述光柵偏振器后，這束光中的TE光能夠以較大的透過率通過所述的光柵偏振器；這束光中的TM光大部分被所述光柵偏振器反射和吸收。因此，這束光中的TM光只能以極小的透過率通過所述的光柵偏振器。因此，一束光透過所述光柵偏振器后，透射光(光柵的零級衍射光)的偏振方向始終平行于柵線(即透射光是TE光)。因此，所述的光柵偏振器能夠使任意光通過它后變為線偏振光。有益效果本發明的光柵偏振器可以覆蓋波長為150nm-160nm的超深紫外光，具有體積小、結構緊湊的優點；本發明的光柵偏振器解決了現有偏振器不能工作在157nm波長(現有偏振器在150nm-160nm波段的透射率近似為零)而無法滿足157nm光刻技術需求的問題；本發明的光柵偏振器在150nm-160nm波段具有高透射率、高消光比(所述光柵對TE光的透射率/它對TM光的透射率)的優點；在例如在157nm波長處，本發明的光柵偏振器的TE光透射率可以高于50% ;消光比大于100 ;入射光的入射角范圍可以從-10度到10度。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1的縱向剖面視圖。其中，1-金屬光柵，2-基底介質。
具體實施例方式下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。如附圖1所示，本發明由鋁光柵I和SiO2基底介質2構成。如附圖2所示，L為入射光汸為入射角；1~為透射光；P為光柵周期；D為光柵厚度；W為柵線寬度。實施例1鋁光柵I由SiO2基底介質2包裹。鋁光柵I的周期P為lOOnm，鋁光柵I的厚度D為50nm，鋁光柵I的柵線寬度W為50nm。入射光的入射角度范圍從-10度到10度。當157nm光波垂直入射這樣的光柵偏振器時,TE光的透射率可達62% ;光柵偏振器的消光比約110。實施例2鋁光柵I由SiO2基底介質2包裹。鋁光柵I的周期P為60nm，鋁光柵I的厚度D為50nm，鋁光柵I的柵線寬度W為30nm。入射光的入射角度范圍從-20度到20度。當157nm光波垂直入射這樣的光柵偏振器時,TE光的透射率可達67% ；光柵偏振器的消光比約527。實施例3鋁光柵I由SiO2基底介質2包裹。鋁光柵I的周期P為50nm，鋁光柵I的厚度d為50nm，鋁光柵I的柵線寬度W為25nm。入射光的入射角度范圍從-15度到15度。當157nm光波垂直入射這樣的光柵偏振器時,TE光的透射率可達52% ;光柵偏振器的消光比約224。實施例4鋁光柵I由SiO2基底介質2包裹。鋁光柵I的周期P為lOOnm，鋁光柵I的厚度D為50nm，鋁光柵I的柵線寬度W為60nm。入射光的入射角度范圍從-10度到10度。當157nm光波垂直入射這樣的光柵偏振器時,TE光的透射率可達56% ;光柵偏振器的消光比大于 15000。實施例5鋁光柵I由SiO2基底介質2包裹。鋁光柵I的周期P為90nm，鋁光柵I的厚度D為50nm，鋁光柵I的柵線寬度W為36nm。入射光的入射角度范圍從-10度到10度。當150nm光波垂直入射這樣的光柵偏振器時,TE光的透射率可達76% ;光柵偏振器的消光比約146。
實施例6鋁光柵I由SiO2基底介質2包裹。鋁光柵I的周期P為90nm，鋁光柵I的厚度D為50nm，鋁光柵I的柵線寬度W為63nm。入射光的入射角度范圍從-10度到10度。當155nm光波垂直入射這樣的光柵偏振器時,TE光的透射率可達56% ;光柵偏振器的消光比約767。實施例7鋁光柵I由SiO2基底介質包裹2。鋁光柵I的周期P為lOOnm，鋁光柵I的厚度D為60nm，鋁光柵I的柵線寬度W為50nm。入射光的入射角度范圍從-10度到10度。當160nm光波垂直入射這樣的光柵偏振器時，TE光的透射率可達67% ;光柵偏振器的消光比約736。綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種深紫外鋁光柵偏振器，其特征在于，包括鋁光柵和基底介質，基底介質的材料是 SiO2，基底介質緊密的包裹鋁光柵。
2.如權利要求1所述的深紫外鋁光柵偏振器，其特征在于所述鋁光柵的周期為 50nm-100nm，厚度為50nm-200nm，光柵柵線寬度與光柵周期的比值為O. 3-0. 7。
全文摘要
本發明公開了一種深紫外鋁光柵偏振器，包括鋁光柵和基底介質，鋁光柵的周期為50nm-100nm，厚度為50nm-200nm，占空比(光柵柵線寬度/光柵周期)為0.3-0.7；基底介質的材料是SiO2；基底介質緊密的包裹鋁光柵。本發明的光柵偏振器可以覆蓋波長為150nm-160nm的超深紫外光，體積小、結構緊湊；本發明的光柵偏振器解決了現有偏振器不能工作在157nm波長而無法滿足157nm光刻技術需求的問題。
文檔編號G02B5/30GK103018815SQ20121057854
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者董建杰, 康果果 申請人:北京理工大學