摘要：干涉测量是众多科学与工程领域广泛采用的精密计量手段。探索了一种方便可控的基于双光栅衍射的叠栅干涉相敏测角方法,可直接用于接近式光刻过程中掩模衬底的倾斜矫正及面内角调节,便于微纳米器件及微光电子系统集成等相关应用。本方法旨在分别利用双光栅多次衍射产生的对称与相似级次,实现(m,-m)级叠栅干涉与(m,0)级叠栅干涉,产生相位与二者相对倾斜角、面内角有关的场分布。分析推导了叠栅干涉测角的基本原理,然后介绍相应的(m,-m)级与(m,0)级干涉测角方案设计。具体而言,二者均类似地根据条纹偏转及频率变化分别以离轴与同轴的方式监测倾斜及面内偏转角度。设计相应的组合光栅标记进行实验验证。实验结果及分析表明,倾斜角与面内角的调节精度分别可达10-3 rad及10-4 rad。

摘要：为进一步增强加密或存储器件的实用性与安全性,设计并实现了一种多通道偏振复用的相变全息超表面,通过在多通道全息超表面设计中引入相变介质,实现了动态的可擦除功能。当耦合相变介质层处于非晶态时,所构造的编码超表面可以产生两个独立成像的全息通道。当相变介质变为晶态时,决定相位调控的交叉偏振被关闭,对应的相位编码“被擦除”。

摘要：光子筛作为一种新兴的纳米成像器件,具有分辨力高、体积小、重量轻、易复制等优点,被广泛地应用到纳米光刻、大型天文望远镜、航空航天摄像等领域。为了追求高分辨力,须将光子筛的小孔直径做得非常小,但当光子筛的小孔直径远小于入射光波波长时,标量衍射理论已不再成立,必须采用矢量衍射理论来进行光子筛的设计。利用矢量衍射理论建立了光子筛的衍射模型,并基于此模型进行了光子筛结构的设计与优化。为了考察模型的有效性,进行了数值模拟。数值模拟结果表明,基于矢量衍射模型设计的光子筛的聚焦性能良好;在近场区,标量衍射模型不再适用,而矢量衍射模型却能较好地满足设计要求。

摘要：结合工程实践,介绍了高填方路基边坡中填方路段排水设计、边坡防护设计的常用方法。

摘要：介绍了一种适合高分辨力接近/接触式光刻的新型纳米级光刻对准方法。简要阐述了该对准方法的基本原理,探讨了应用该对准方法的光学结构设计,提出了照明光路与干涉条纹捕获光路的垂直设计,采用单色非曝光光源远心照明方式并外加补偿光路的结构设计。在软件处理方面,提出采用九点四线曲面拟合面阵CCD细分方法及最小二乘曲线拟合定位方法,实现光刻对准精度的进一步提高。该光刻对准方法能够克服现有对准技术的诸多缺陷,具有纳米级对准精度,能够满足纳米光刻的对准需求。

摘要：填土高度关系到路基的质量与经济性,通过对影响路基填土高度的线型,通道,环境等因素进行的综合分析,以期在路基设计中予以借鉴。

摘要：针对两个物体或平面的相对位移和间隙的纳米级变化量,提出并研究了一种光栅测量方法。采用两组周期接近的微光栅重叠可以产生一组周期分布的条纹,条纹的周期相对于两光栅周期被大幅度放大,并将光栅间的位移反应在条纹的相位信息中。建立了关于双光栅产生叠栅条纹的复振幅分布的近似理论模型。基于该模型设计了一种能够测量两个平行平面相对位移和间隙的方法。针对光栅移动产生相应条纹的过程进行了数值计算。结果表明,两个平行平面的相对微位移将引起相应条纹的大位移,并且该方法最终能在纳米级以内分辨两平面(物体)的相对位移或者间隙变化量。

摘要：针对传统的光束整形算法在设计位相型衍射光学元件时效果差的缺点,本文提出了一种适合于位相型衍射光学元件设计的新混合算法。该混合算法是将变尺度BFGS算法融入遗传算法中,其中变尺度BFGS算法主要用于局部搜索,同时将罚函数优化准则用于成本函数的构造中。相比于传统的优化算法,该混合算法具有效率高、收敛快和稳定性好等优点。作为一个设计实例,我们分别将传统模拟退火算法和该混合算法应用到高斯光束整形中,进行了数值模拟,为了考察该混合算法的可靠性,设定了衍射效率和信噪比两个技术指标。设计结果表明:该混合算法收敛速度快,设计效费比优,仅需少量的迭代次数就能达到高衍射效率和高信噪比的要求。用该混合算法设计的衍射光学元件,能极大地改善整形效果,在均匀性要求较高的场合有广泛的应用前景。

摘要：条纹图像的相位提取在现代干涉测量中起着十分重要的作用。从算法原理、研究现状和适用范围等几个方面对比分析了现有的几种条纹图像的相位提取方法,包括相移法、载波法和基于经典算法的相位提取方法。经分析发现,相移法理论上具有较高的解调相位精度,但需获得多幅不同相位的条纹图和保持机械稳定性,这使得其只适用于静态或准静态干涉测量;而在瞬态或动态干涉测量中,载波法能从单幅图像中获得相位,自动化程度高,且对外界环境要求低,适用于开放条纹;基于经典算法的相位提取方法通过评价函数的设计及参数优化来获得相位,但处理时间相对过长,适用于封闭条纹。综合分析,载波法具有更广泛的应用前景。

摘要：在纳米光刻中,采用周期相差不大的两光栅分别作为掩模和硅片上的对准标记。当对准光路通过这两个标记光栅时受到两次调制,发生双光栅衍射及衍射光的干涉等复杂现象,最后形成有规律、且呈一定周期分布的莫尔条纹。周期相对光栅周期被大幅度放大,条纹移动可表征两标记的相对位移,具有很高探测灵敏度,可用于纳米级高精度对准。从傅里叶光学角度分析推导了对准应用中,两频率接近的光栅重叠时莫尔条纹振幅空间近似分布规律。并设计了一组对准标记,能继续将灵敏度提高一倍。通过仿真分析,从大致上定量地验证条纹复振幅分布的近似数学模型以及光刻对准应用中的条纹对准过程。