[发明专利]一种金属-介质偏振光栅及其制备方法

权利要求书

1.一种金属-介质偏振光栅，其特征在于，从下自上依次包括Si衬底层、SiO₂介质层、SiO₂光栅层、以及Al金属光栅层，所述SiO₂光栅层上设有若干凹槽，所述凹槽表面上为Al/SiO₂金属光栅层。

2.根据权利要求1所述的一种金属-介质偏振光栅，其特征在于，所述SiO₂介质层的厚度为100nm，所述SiO₂光栅层的厚度为200nm，所述Al金属光栅层和所述Al/SiO₂金属光栅层的厚度为50nm，所述Al金属光栅层和所述Al/SiO₂金属光栅层的宽度为75nm。

3.一种如权利要求1或2任一所述金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过电子束蒸发技术在Si衬底层表面镀上一层SiO₂薄膜，即SiO₂介质层；

(2)在步骤(1)的SiO₂介质层表面旋涂一层HSQ光刻胶并依次进行低温固化、电子光刻曝光、热显影，得到SiO₂光栅层；

(3)通过热阻蒸发技术在步骤(2)的SiO₂光栅层表面沉积金属Al，得到位于所述SiO₂光栅层表面的Al金属光栅层和位于所述SiO₂光栅层凹槽表面的Al/SiO₂金属光栅层，即制备得到金属-介质偏振光栅。

4.根据权利要求3所述的一种金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，电子束蒸发技术的工艺设置为：真空度为1×10^-4pa，SiO₂的沉积速率为0.6nm/s。

5.根据权利要求3所述的一种金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，低温固化的温度为60℃，低温固化的时间为1h。

6.根据权利要求3所述的一种金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，电子束光刻曝光的工艺设置为：曝光束流为8nA，曝光剂量为950μC/cm²。

7.根据权利要求3所述的一种金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，热显影的显影液为质量分数2.38％的四甲基氢氧化铵溶液。

8.根据权利要求3所述的一种金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，热显影的工艺设置为：显影温度为45℃，显影时间为4min，显影结束后在去离子水中定影1min。

9.根据权利要求3所述的一种金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，热阻蒸发技术的工艺设置为：真空度为1×10^-4pa，金属沉积速率为2nm/s，靶距小于15cm，温度为室温。

10.根据权利要求3所述的一种金属-介质偏振光栅的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在沿SiO₂光栅层两侧壁的延长线上分别设置一块金属挡板，用于修正金属蒸汽的沉积角度使其垂直运动到达SiO₂光栅层表面。