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Sawtooth 회절 격자 가공을 위한 FAB 에칭과 다이아몬드 Scribing 방법
이차범(ChaBum Lee),주재영(JaeYoung Joo),강진호(JinHo Kang),이선규(Sun-Kyu Lee) 한국정밀공학회 2008 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2008 No.11월
본 논문에서는 Fast atom beam (FAB) 에칭 방법을 이용하여 실리콘 기판위에 주기 0.6 ~ 1.5 ㎛ 를 갖는 반사형 회절광학 소자를 고전적인 스칼라 방식의 해석 방법과 벡터 방식의 해석 방법 (RCWA, Rigorous Coupled Wave Analysis)으로 높은 회절 효율을 얻기 위해 회절 격자 구조 해석을 통해서 해석된 결과와 동일하게 미세 영역에서의 가공 방법에 대한 연구를 수행하였다. 비대칭형 Sawtooth 회절 격자에 대한 광학적 특성과 구조적 특성을 미세 구조에서 TE(Transverse to Electric)와 TM(Transverse to Magnetic) 편광의 입사광이 반사되었을 때 1 차 회절 효율이 최대가 되도록 위상 매칭을 통해서 구해냈고, 그 해석 결과를 바탕으로 실리콘 기판을 일정 각도에 기울여 FAB 에칭함으로서 정밀하고, 신속하게 가공이 가능함을 보였다. 입사 파장에 비해 짧은 주기를 갖는 회절 소자는 해석 결과와 동일하게 0%의 회절 특성을 보였고, 입사 파장보다 큰 주기를 갖는 회절 소자 또한 해석 결과와 동일한 결과를 나타냈다. 코팅 기술과 함께 고효율의 회절 소자를 정확하고, 쉽게 얻어 낼 수 있음이 확인되었다. 또한 다이아몬드 공구를 이용하여 초정밀 가공으로 서브마이크로 영역의 Sawtooth 회절 격자의 가공이 가능함을 확인하였다.