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利用光与声通过多层纳米结构探测隐藏光栅

应用物理 2020-07-15 v1 仪器与探测器 光学

摘要

我们报道了使用激光诱导极高频超声波,探测埋在数十层 18 nm 厚的 SiO2\mathrm{SiO_2}Si3N4\mathrm{Si_3N_4} 层以及光学不透明金属层之下的衍射光栅。在我们的实验中,埋藏金属光栅的形状和振幅被编码在反射声波的空间相位上。来自埋藏光栅的这一光栅形声学回波通过延迟探测脉冲的衍射被检测到。随时间变化的衍射信号的形状和强度可以使用二维数值模型精确预测。令人惊讶的是,我们的数值计算表明,衍射信号强度并不受声波必须穿过的介电层数量的强烈影响。将 SiO2\mathrm{SiO_2}/Si3N4\mathrm{Si_3N_4} 层堆替换为具有等效时间平均声速和平均密度的单层,对作为时间函数的衍射信号的形状和振幅只有很小的影响。我们的结果表明,激光诱导超声是一种用于亚表面纳米计量应用的有前景的技术。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.08337,
  title  = {Detection of hidden gratings through multilayer nanostructures using light and sound},
  author = {Stephen Edward and Hao Zhang and Irwan Setija and Vanessa Verrina and Alessandro Antoncecchi and Stefan Witte and Paul Planken},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.08337},
  year   = {2020}
}