直边衍射激光驻波场中铬原子的沉积特性研究

肖宇馨; 张文涛

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.015

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直边衍射激光驻波场中铬原子的沉积特性研究

肖宇馨 , 张文涛

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引用本文:

Citation:

直边衍射激光驻波场中铬原子的沉积特性研究

肖宇馨,
张文涛^,

1.
桂林电子科技大学电子工程学院, 桂林 541004

作者简介: 肖宇馨(1989-),女,硕士研究生,现主要从事纳米光栅计量标准方面的研究。.

通讯作者: 张文涛, glietzwt@163.com

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(11064002);广西省自然科学基金资助项目(2012GXNSFAA053229;2013GXNSFDA019002);广西省科学研究与技术开发课题资助项目(桂科合1346010-5);桂林市科学研究与技术开发计划资助项目(20130122-1);桂林电子科技大学创新团队基金资助项目
中图分类号: O436

Research of deposition characteristics of Cr atoms in laser standing wave field with straight edge diffraction

XIAO Yuxin,
ZHANG Wentao^,

1.
Department of Electrical Engineering and Automation, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China

Corresponding author: ZHANG Wentao, glietzwt@163.com

CLC number: O436

摘要: 为了研究沉积基片对激光驻波场的影响,基于半经典理论,采用4阶龙格-库塔算法对直边衍射效应影响下铬原子的3维运动轨迹和3维沉积条纹结构进行了仿真。研究了激光束腰中心到反射镜的距离、高斯激光束腰半径对最终沉积过程的影响。结果表明,通过适当地调节实验参量,可以改变激光驻波场受到衍射效应的程度;当反射镜位于激光束腰截面处、高斯激光束腰半径为62.5μm时,纳米沉积条纹的质量最理想。这将为原子光刻实验提供有益的理论依据和数据信息。
- 激光光学 /
- 衍射效应 /
- 龙格-库塔算法 /
- 高斯光束
Abstract: In order to study the diffraction effect of deposition substrate on laser standing wave field, 3-D motion trail and stripe structure were simulated using the fourth-order Runge-Kutta algorithm under straight edge diffraction effect based on the semi-classical theory. The distance from laser beam waist center to mirror and the effect of the radius of Gaussian laser beam waist on the process of final deposition were discussed. The results show that diffractive degree will be changed by adjusting the experiment parameters reasonably. The quality of deposition stripe structure will be achieved optimally when the mirror is placed on the cross section of laser beam waist, and the radius of Gaussian laser beam waist equals 62.5μm. It provides the useful theoretical foundation and data information in the field of atomic lithography study.
- laser optics /
- diffraction effect /
- Runge-Kutta algorithm /
- Gaussian beam

[1]	SHI C Y, QIAN J, TAN H P, et al. Results from national institute of metrology in NANO5 2-D grating comparison[J]. Laser & Optoelectronics Progress,2010(4):1-5(in Chinese).
[2]	ZHANG B W, ZHI L X, ZHANG W T. Simulation of optical potential of Gaussian laser standing wave by diffraction of straight edge[J]. Acta Physica Sinica,2012,61(18):183201(in Chinese).
[3]	ZHANG W T, LI T B. Atom lithography with a chromium atomic beam[J]. Chinese Physics Letters,2006,23(11):2952-2955(in Chinese).
[4]	KUMAR R, KAURA S K, SHARMA A K, et al. Knife-edge diffraction pattern as an interference phenomenon: an experimental reality[J]. Optics & Laser Technology,2007,39(2):256-261.
[5]	TANTUSSI F, MANGASULI V, PORFIDO N, et al. Towards laser-manipulated deposition for atom-scale technologies[J]. Applied Surface Science,2009,255(24):9665-9670.
[6]	NIKOLAI K, FERMÍN S G A,PEDRO C X, et al. Optical testing with a knife edge interferometer[J]. Journal of Physics: Conference Series,2011,274(1):012063.
[7]	WANG J B, QIAN J, YIN C, et al. Method of identifying the relative position between standing wave of laser light and substrate in atom lithography[J]. Acta Physica Sinica,2012,61(19):190601(in Chinese).
[8]	ZHANG B W, MA Y, ZHANG P P, et al. Simulation of Gaussian laser standing wave based on diffraction by straight edge[J]. Laser Technology,2012,36(6):810-813(in Chinese).
[9]	ZHANG B W, MA Y, ZHANG P P, et al. Effects of substrate diffraction on evolution of the atom wave-packet probability density in the focused laser standing wave[J]. Acta Optica Sinica,2012,32(12):1-7(in Chinese).
[10]	ZHANG B W, MA Y, LI T B, et al. Effect of laser power on one-dimensional deposition of chromium atomic beam[J]. Acta Optica Sinica,2009,29(2):421-424(in Chinese).
[11]	ZHANG B W, ZHI L X, ZHANG W T, et al. Effect of atomic velocity at substrate diffraction on laser-focused Cr atom deposition[J]. Laser Technology,2013,37(4):421-424(in Chinese).
[12]	ZHANG W T, ZHU B H. A novel method to realize the nanometer scale grid deposition[J]. Acta Physica Sinica,2010,59(8):5392-5396(in Chinese).
[13]	McCLELLAND J J. Atom-optical properties of a standing-wave light field[J]. Journal of the Optical Society of America,1995,B12(10):1761-1768.
[14]	ZHANG W T, ZHU B H, XIONG X M. Focusing characteristic of chromium atoms under elliptical standing wave[J]. Acta Physica Sinica,2009,58(12):8199-8204(in Chinese).
[15]	HUANG J, ZHANG W T, ZHU B H, et al. Characteristics of deposition for neutral atoms in laser standing wave with different velocities[J]. Acta Physica Sinica,2011,60(6):063202(in Chinese).

[1]	唐晓珊 , 郭福源 , 李连煌 , 高瑞 , 彭玉家 . 矩形光阑限制下高斯光束的衍射特性分析. 激光技术, 2010, 34(1): 124-127,131. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.035
[2]	屈文俊 , 谢卉 , 胡强高 , 孙莉萍 . 高斯光束经衍射光栅的滤波特性研究. 激光技术, 2012, 36(4): 540-543. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.027
[3]	常山 , 毛杰健 , 杨建荣 . 高斯光束微圆孔菲涅耳衍射的束型转变. 激光技术, 2012, 36(4): 568-571. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.034
[4]	李廷红 , 张彬 , 蔡邦维 , 李恪宇 , 马驰 . 受激旋转喇曼散射对强紫外光光束质量的影响. 激光技术, 2004, 28(6): 655-657.
[5]	王涛 , 吴福全 , 马丽丽 . 洛匈棱镜对单模高斯光束影响的分析. 激光技术, 2009, 33(3): 310-313.
[6]	唐锐 , 沈学举 , 韩玉东 . 高斯光束经含失调透镜的猫眼系统反射特性研究. 激光技术, 2011, 35(5): 659-663. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.023
[7]	肖宇馨 , 张文涛 . 直边衍射对铬原子3维沉积特性的影响. 激光技术, 2014, 38(6): 785-789. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.013
[8]	唐锐 , 沈学举 . 分划板失调对猫眼光学系统反射特性的影响. 激光技术, 2012, 36(2): 271-274. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.034
[9]	林娟 , 郭福源 . 高斯光束的复数变换与几何光学方法. 激光技术, 1997, 21(4): 227-230.
[10]	赵光普 , 吕百达 . 高斯光束通过含硬边光阑复杂光学系统的传输. 激光技术, 2003, 27(4): 299-301.
[11]	杨初平 . 高斯光束荧光共焦显微镜的三维光学传递函数. 激光技术, 2005, 29(5): 552-554.
[12]	杨初平 , 何振江 , 杨冠玲 . 高斯光束对颗粒衍射测量的影响. 激光技术, 2002, 26(4): 311-313.
[13]	徐仰彬 , 凌亚文 . 复合YVO4-Nd：YVO4激光晶体的超高斯热效应研究. 激光技术, 2009, 33(1): 80-82.
[14]	王伟平 , 谭福利 , 吕百达 . 强激光束辐照下窗口材料热力效应数值模拟. 激光技术, 2005, 29(5): 452-454,458.
[15]	王明灼 , 段开椋 , 吕百达 . 菲涅耳近似对硬边光阑衍射光束的适用性. 激光技术, 2004, 28(6): 670-672.
[16]	师文庆 , 杨永强 . 选区激光熔化中激光束的传输变换及聚焦特性. 激光技术, 2008, 32(3): 308-311.
[17]	李蕾 , 臧景峰 . 双狭缝扫描法测量激光光束质量. 激光技术, 2015, 39(6): 845-849. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.06.024
[18]	康小平 , 吕百达 . 非傍轴高斯光束通过小孔光阑衍射的轴上光强. 激光技术, 2006, 30(3): 332-333,336.
[19]	屈军 , 孟凯 , 汪六三 , 丁培宏 , 崔执凤 . 贝塞尔-高斯光束通过圆孔与圆环光阑的衍射. 激光技术, 2008, 32(4): 393-395.
[20]	郑晖 , 林季鹏 , 史斐 , 戴殊韬 , 江雄 , 康治军 , 翁文 , 林文雄 . 倍频过程对激光光束质量及空间分布的影响. 激光技术, 2009, 33(1): 67-70.

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直边衍射激光驻波场中铬原子的沉积特性研究

肖宇馨
张文涛^,

通讯作者: 张文涛, glietzwt@163.com

作者简介: 肖宇馨(1989-),女,硕士研究生,现主要从事纳米光栅计量标准方面的研究。

1. 桂林电子科技大学电子工程学院, 桂林 541004

收稿日期: 2014-02-24
录用日期: 2014-03-19
网络出版日期: 2015-03-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(11064002);广西省自然科学基金资助项目(2012GXNSFAA053229;2013GXNSFDA019002);广西省科学研究与技术开发课题资助项目(桂科合1346010-5);桂林市科学研究与技术开发计划资助项目(20130122-1);桂林电子科技大学创新团队基金资助项目

关键词:

摘要: 为了研究沉积基片对激光驻波场的影响,基于半经典理论,采用4阶龙格-库塔算法对直边衍射效应影响下铬原子的3维运动轨迹和3维沉积条纹结构进行了仿真。研究了激光束腰中心到反射镜的距离、高斯激光束腰半径对最终沉积过程的影响。结果表明,通过适当地调节实验参量,可以改变激光驻波场受到衍射效应的程度;当反射镜位于激光束腰截面处、高斯激光束腰半径为62.5μm时,纳米沉积条纹的质量最理想。这将为原子光刻实验提供有益的理论依据和数据信息。