宽带脉冲压缩光栅的制作与刻蚀特性研究

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1、ｍ幸留許違若若大赛１ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ博±学位论文戀竟带脉冲屋缩光栅的制作目与刻蚀特牲研完毕拉力作者姓名同步＾＊用＾义应学科专业付绍罕教授．导师姓名二Ｃ—Ａ年十月完成时间中頌种《技禾夫緣博±学位论文＃宽带脉冲压缩光栅的制作与刻蚀特性研究作者姓名：毕拉为学科专业：同步福射及应用导师姓名：付绍军教授—完成时间：二〇五年十月＊本论文具体指导导师是邱克强副研究员Ｕｎｉｖｅｒｓｉ

2、ｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａｙ’Ａｄｒｌａｔｉｏｎｆｏ「ｄｏｃｔｏｒｓｄｅｒｅｅｉｓｓｅｇ．磯’響ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆＥｔｃｈｉｎＰｒｏｃｅｓｓｏｆｇＢｒｏａｄｂａｎｄＰｕｌｓｅＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＧｒａｔｉｎｓｇ’Ａｌｌ出ｏｒｓＮａｍｅ：ＢｉｌａｌｉＭｕｈｕｔｉｉａｎｊｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＳｎｃｈｒｏｔｒｏｎＲａｄｉａｔｉｏ打ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｙｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．Ｓｈ

3、ａｏｉｍＦｕｊＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１５，？中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或一撰写过的研究成果。与我同工作的同志对本研巧所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：巧娘方签字日期：Ａ么中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学‘目拥有学位论文的部分使用权；日：学校有权按有关规定向国家有

4、关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内、汇编学位论文容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。ｄ公开□保密（年）．＾作者签名：皆批＾导师签名：ｉ．ｌｉ’、、签字日期：如心：ｗｓｆ签字日期中摘要摘要Ｃ中的核也元件之一大口径脉冲压缩光栅（Ｐ巧是大型脉冲压缩系统，现有ＰＣＧ包括：银金光栅，多层介质膜光栅和金属介质膜光栅。课题的主要目的是

5、制作宽带脉冲压缩光栅和提高现有多层介质膜光栅的衍射效率。论文内容包括：１．宽带正弦形渡金化冲压缩光栅的制作。鑛金光栅具有制作简单、价格低廉等伉点，，在较大的带宽范围内能实现较高的衍射效率因而在超短超强激光＂脉冲压缩系统中得到了重视。为了满足强激光系统的需求，我们采用梯形光＂＂＂栅－徐胶－离子束瓣射锻膜ＴＧＣＤ和全息光刻－离子束瓣射馈膜ＬＤ（）田）２ｍ等两种方法，分别制作了线密度为１７４０线／ｍｍ，槽深为１０ｎ左右的宽带锥－Ｍ偏振－。、自准直入射１ｎｍ金正弦光栅测得其Ｔ，级平均衍射效率在７５０８５０范围大于８７％，最高可

6、达９０％。实验已证明；通过ＴＧＣＤ和ＨＬＤ方法比较容。易巧制光栅槽深，去除光刻胶后基底可维续使用该光栅的衍射效率和带宽能满足国内一般宽带被金脉冲压缩光栅的使用要求。上述两种方法考虑到了大Ｋ寸锻金光栅对糟深均匀性的要求，因此对Ｗ后制作大尺寸饌金光栅有很好的参考价值。２．宽带正弦顶彼金光栅制作工艺研巧。主要研究了使用于高功率脉冲压缩系统的正弦顶高衍射效率宽带镇金光栅的制作工艺。这种光栅和普通的锻金脉冲压缩光栅不同，它是在刻蚀成正弦顶形状的石英基底上直接锻金来制作的，一－而普通彼金光栅都有层光刻胶层。制作中通过控制胶厚、曝光显影化

7、及氧气刻蚀等过程来优化光刻胶光栅掩模的槽深和占宽比。利用Ｗ上方法成功制作出°了线密度为１７４０线／ｔｍｎ的高衍射效率、正弦顶、宽带锻金光栅。入射角为５３、ＴＭ偏振－－１８５０ｎｍ范围为８９．２％９０％。，级平均衍射效率在７５０，最高值为３．宽带金属介质膜光栅刻蚀工艺研究。金属介质膜脉冲压缩光栅是最近制一作出来的种新型光栅，。金属介质膜光栅制作难度高现在还处于实验室探索阶既所Ｗ对其制备和刻蚀技术的探索与研巧很有必要。一金属介质膜光栅刻蚀工艺主要包括：①光刻胶光栅掩模的定性判断与进步调整Ｉ，②离子束刻蚀中的图形转移。为了降低光

8、亥脈掩模的加工难度我们选用ＣＨＦ３作为工作气体。通过大量的实验