氧化層和粗糙度對微結(jié)構(gòu)表面鏡向反射偏振特性的影響.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TK121 學(xué)校代碼：10213 國際圖書分類號：536.521.2 密級：公開 工學(xué)碩 學(xué)碩士學(xué) 士學(xué)位論文 位論文 氧化層和粗糙度對微結(jié)構(gòu)表面鏡向反射偏振特性的影響 碩 士 研 究 生 ： 冉東方 導(dǎo) 師 ： 劉林華教授 申 請 學(xué) 位 ： 工學(xué)碩士 學(xué) 科 ：

2、 工程熱物理 所 在 單 位 ： 能源科學(xué)與工程學(xué)院 答 辯 日 期 ： 2015 年 6 月 授予學(xué)位單位 ： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 摘要 - I - 摘 要 當微結(jié)構(gòu)表面幾何尺度與入射波波長相當時，將產(chǎn)生與傳統(tǒng)上基于幾何光學(xué)概念的熱輻射理論相違背的微尺度效應(yīng)，因此其輻射特性的獲取需要求解Maxwell 方程組。過去人們的研究重點在于能量傳播方面，相繼發(fā)展了表面等離子極化(SPP)和磁極化(MP)等理論。 本文主要

3、研究微結(jié)構(gòu)表面鏡向反射的偏振特性，內(nèi)容是通過求解微結(jié)構(gòu)區(qū)域的電磁場得到其表面的輻射偏振性質(zhì)，重點研究氧化層和粗糙度對橢偏參數(shù)的影響。 本文采用嚴格耦合波分析法研究了一維鋁矩形光柵中氧化層及其厚度分布對鏡反射方向橢偏特性的影響。在氧化層均勻條件下，橢偏參數(shù)隨氧化層厚度的增加會產(chǎn)生數(shù)值增減、或者峰谷位置紅移現(xiàn)象。在氧化層不均勻條件下，光柵凸脊頂部、凸脊側(cè)面和凹槽底部氧化層對橢偏特性的影響不同，并且不同位置處氧化層對不同入射波波長的敏感性不同

4、。將橢偏參數(shù)代入鏡反射方向Mueller 矩陣中，矩陣中三個獨立元素隨一維鋁矩形光柵氧化層厚度、位置及入射波波長出現(xiàn)數(shù)值增大或減小的現(xiàn)象。它的變化趨勢及數(shù)值變化大小比橢偏參數(shù)更加明顯，在實際的橢偏測量過程中具有更高的精度和可操作性。 本文采用時域有限差分法研究了在不同入射波波長和入射角度下，二維硅高斯粗糙表面的均方根粗糙度和自相關(guān)長度對鏡反射方向橢偏參數(shù)的影響。結(jié)果表明，均方根粗糙度越大、自相關(guān)長度越小，橢偏參數(shù)偏離光滑硅表面橢偏參數(shù)越