光刻制备硅浸没光栅的精确闪耀角测量
天体物理仪器与方法
2020-12-15 v1
摘要
硅浸没光栅与棱栅可实现紧凑、高吞吐量的近红外光谱仪。这些仪器用于地面表征恒星与系外行星大气，以及天基观测台。我们的光栅制备技术使用X射线晶体学在切割前对硅部件定向，随后通过光刻与湿化学蚀刻产生闪耀。该工艺利用晶体结构及(100)与(111)晶面间蚀刻速率的相对差异，从而可制备表面误差小于λ/4的部件。先前测量表明化学蚀刻产生的终蚀刻闪耀可能略偏离(111)晶面取向。对于浸没光栅，该差异可由机械夹具校正，但如此可能因遮挡而损害光栅吞吐量。对于棱栅，若未考虑实际闪耀将降低非偏折光的亮度。我们报告了多种精确测量自研浸没光栅闪耀的方法。第一种方法使用扫描电子显微镜对闪耀轮廓成像，测量精度为0.5度。第二种方法为使用旋转台测量闪耀面间夹角的光学方法，测量精度为0.2度。最后，我们描述了一种理论闪耀函数建模方法，预期测量精度可达0.1度。借助这些方法，我们能量化湿蚀刻产生所需闪耀的准确度，并进一步优化光栅与棱栅效率。
引用
@article{arxiv.2012.07706,
title = {Precise Blaze Angle Measurements of Lithographically Fabricated Silicon Immersion Gratings},
author = {Emily Lubar and Daniel T. Jaffe and Cynthia Brooks and Sierra Hickman and Michael Gully-Santiago and Gregory Mace},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07706},
year = {2020}
}
备注
SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation conference proceedings (2020) Volume 11451. 9 pages, 7 figures