Abstract
我們採用光學微影成功製作出在248nm波長光源下，零階繞射< 5 %的相位光罩，藉此使相位光罩製程時間大幅縮短。並利用相位光罩曝光具有週期減半特性，應用於製作光纖光柵(FBG)，DBR雷射…等等光學元件。首先我們藉由簡化振幅穿透理論計算出各階繞射光場強度分佈，以了解要使零階繞射光強度最小所須滿足條件。根據此條件、在製作方壘型相位光罩必須控制蝕刻深度，峰谷比(duty cycle)及方壘外觀形狀(包括側壁垂直度、外觀平整度…等)，另外由Fresnel-Kirchhoff理論了解平行光經相位光罩，在不同距離下其光場的分佈情形。製作上，我們使用傳統光學干涉微影方式產生週期性光阻圖案並以離子濺鍍Ni-Cr金屬層當作蝕刻之硬遮罩並配合乾式蝕刻對不同材料具有不同蝕刻速率的特性來研製相位光罩，以此我們已達到波長248nm的相位光罩所須蝕刻深度244.1nm。應用上，則藉自製週期約1.08mm之相位光罩曝光製作布拉格光纖光柵，並測得穿透頻譜的共振波長為1548.1nm且穿透衰減-6.8dB，此外隨著轉動相位光罩的光柵角度，測得其共振波長向長波長飄移且穿透衰減變小。另外，我們亦利用相位光罩曝光出週期減半之光阻圖案，其週期約230nm，預期可用於製作DFB…等半導體雷射。最後利用相位光罩並配合PDMS具有不沾粘特性以層疊法嘗試製作面心結構的光子晶體。