Технология изготовления голографических дифракционных оптических элементов на тонкопленочных структурах металл – халькогенидный стеклообразный полупроводник : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. Л. Толстик

Abstract

Объектом исследования являлись структуры металл-халькогенидный стеклообразный полупроводник. Цель работы - изучение фотостимулированных структурных превращений в пленках металл- халькогенидный стеклообразный полупроводник (ХСП) и влияния коронного разряда на структурные изменения и запись голографических решеток. В результате определены полосы поглощения напыленных пленок металл-халькогенидный стеклообразный полупроводник (Ме-ХСП) как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах. При этом наличие подслоя с хромом приводит к увеличению поглощения во всей спектральной области и сглаживанию структуры полос. Наличие двух подслоев с хромом и серебром сохраняет структуру полос поглощения, но приводит к сдвигу полос в длинноволновую область на величину 20 - 50 нм в видимой области спектра и 100 - 150 нм в ИК-области. Определено влияние коронного разряда на процессы фотоиндуцированных структурных изменений тонких пленок ХСП и фотостимулируемую диффузию металла в пленки. Показано, что экспонирование пленок приводит к структурным изменениям и диффузии металла в пленку, при этом коронный разряд улучшает динамику записи голографических решеток и увеличивает дифракционную эффективность. Проанализирован процесс записи голографических решеток на длине волны излучения аргонового лазера 488 нм, а также процесс химического травления, позволяющий сформировать рельефную голографическую решетку. Определены оптимальные условия формирования дифракционных решеток в пленках сульфида мышьяка. Показано, что на длине волны 488 нм оптимальная экспозиция составила ~ 5 – 8 Дж/см2. Формируется фазовая решетка с дифракционной эффективностью на уровне единиц процентов. Травление экспонированного образца раствором щелочи NaOH в деоионизированной воде и изопропаноле позволило существенно увеличить глубину рельефа и повысить дифракционную эффективность тонкой рельефной решетки до 20% для красной области спектра и приблизиться к максимальному значению ~ 33% для ближней ИК области. Решетки стабильны, имеют высокую дифракционную эффективность и могут записываться на вогнутых подложках, что делает их перспективными для использования в современных спектральных приборах.