CN111596399A - 蓝光波段非对称超材料偏振调控器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器，它的硅基层的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第二金属光栅层，第二金属光栅层的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第二低折射率介电材料层，第二低折射率介电材料层的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备图形化的高折射率介电材料偏振转换层，图形化的高折射率介电材料偏振转换层的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第一低折射率介电材料层，第一低折射率介电材料层的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第一金属光栅层；本发明能解决透射率小，偏振转换率低的问题，同时该器件还能实现双向非对称传输的功能。

Description

蓝光波段非对称超材料偏振调控器及其制造方法

技术领域

本发明属于微纳光学应用技术领域，具体涉及一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器及其制造方法。

技术背景

偏振态是电磁波的重要特征参量之一。早在1808年，马吕斯就在试验中发现了光的偏振现象。偏振是横电磁波的重要特征参量之一，对电磁波偏振态进行调控，在偏振成像探测、量子通信、生物分子探测等诸多领域都有着积极潜在的意义。借助于超材料来实现偏振调控，其中各向异性超材料或者没有镜面对称的手性结构都有着极佳的性能与应用前景。比如电磁波偏振态的选择是雷达抗干扰研究的核心内容，在军事国防等领域占据着重要的地位；利用偏振态不同的电磁波与接收和发射天线的偏振特性相结合的方式，能够使通信信号获得最佳的收发状态，具有正交偏振态的光子可以作为量子比特用于量子通信；通过对目标和背景光波的偏振态进行探测(成像)，可以实现伪装识别或获得更高的对比度。

超材料是一种人工制造的复合结构或复合材料，多由小于工作波长的周期性的金属或介质微结构组成，因其特殊的电磁谐振效应而具有一些自然存在材料所不具备的特异电磁性质。与传统的材料不同，超材料的电磁谐振特性并非来源于其材料本身，而是由其周期性的微结构决定的。因此，可以通过改变超材料微结构的形状、参数来调控超材料的电磁谐振，以实现不同的功能。

传统偏振控制器件大多是利用晶体和高分子聚合物中的双折射效应和全内反射效应来实现的。例如基于冰洲石、金红石和石英等晶体的双折射效应，人们研制出了多种线偏振器及波晶片，如罗雄棱镜、沃拉斯顿棱镜和尼科耳棱镜。而对于某些各向异性晶体，比如电气石和硫酸碘奎宁晶体，由于其具有二向色性，即选择性吸收特定偏振方向的线偏振光，也同样被用来制作线偏振器。随着制造加工技术的进一步发展，人们通过机械拉伸聚乙烯醇(PVA)高分子膜的方式成功制备出了目前最常用的二向色性线偏振片。胆甾型液晶、螺旋状光纤等人工手性材料也成功被用于实现圆偏振光调控。但此类材料对于高频段的电磁响应很低，为了实现一定的控制效果，体积相当庞大不便于集成，工作带宽窄，且成本比较高，不能满足通信、成像、光谱技术等方面在太赫兹及光波段未来日益迫切的需求。

相比于传统光学器件中起偏振转换功能的波片，基于超材料的偏振转换器具有损耗小、宽带响应、超薄、尺寸小易集成等诸多潜在优势。但是大多数基于超材料的偏振转换器的工作波段主要集中在太赫兹、微波以及红外波段；工作频段在可见光范围内的不多见，在蓝光频段的就更少见报道。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器及其制造方法，本发明能解决透射率小(在蓝光频段，金属的吸收比较大，性质不稳定)，偏振转换率低的问题，同时该器件还能实现双向非对称传输的功能。

为实现此目的，本发明所设计的一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：它包括第一金属光栅层、第一低折射率介电材料层(折射率1.2～1.5)、图形化的高折射率介电材料偏振转换层(折射率4～5)、第二低折射率介电材料层、第二金属光栅层和硅基层，其中，硅基层的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第二金属光栅层，所述第二金属光栅层的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第二低折射率介电材料层，所述第二低折射率介电材料层的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备图形化的高折射率介电材料偏振转换层，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第一低折射率介电材料层，所述第一低折射率介电材料层的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第一金属光栅层；

所述第一金属光栅层中光栅的方向为x轴方向，第二金属光栅层中光栅的方向为y轴方向，第一金属光栅层中光栅的方向与第二金属光栅层中光栅的方向垂直，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层为H形高折射率介电材料偏振转换层，H形高折射率介电材料偏振转换层包括左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒、中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒，中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒的两端分别与左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒的中部成为一体，左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒与右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒平行，左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒与第一金属光栅层中光栅的呈42～48度夹角。

当入射光偏振方向与光栅的方向垂直时，大部分入射光能够透射，并与H型结构发生作用，产生偏振转换的效果，此时的光既包含同向偏振光，又包含交叉偏振光(即与H型结构发生作用的部分)，然后这些光一部分会从H型结构透射出来，与另一个光栅接触，如果这时候的光是发生了偏振转换的那一部分，便会透射出该器件，否则便会发生反射(因为光栅的偏振选择性)，再次与H型结构发生作用。同理，第一次与H型结构而发生反射的另一部分光，如果是相对入射光发生过了偏振转换的，就不从因为反射而从光栅透射出来，而是反射回去继续与H型结构作用。如此一来，就能保证从器件透射出来的光，基本都是发生偏振转换的光。

本发明中高折射率介电材料层与两侧的金属光栅层分别形成F-P谐振腔，实现偏振转换的同时提高了偏振转换效率。本发明实现了蓝光频段的线偏振光的偏振转换，在430～500nm频段，偏振转换率为0.95以上；同时在440～480nm频段，交叉偏振透过率为0.6～0.7，并且能够实现双向非对称传输(AT)。

附图说明

图1为本发明超表面偏振调控器的三维结构示意图；

图2为本发明超表面偏振调控器中高折射率介电材料偏振转换层的x-y截面示意图；

图3为本发明超表面偏振调控器在y-线偏振沿z轴负方向垂直入射时的偏振透射率示意图；

图4为本发明超表面偏振调控器在y-线偏振沿z轴负方向垂直入射时的偏振转换率PCR示意图；

图5为本发明超表面偏振调控器在y-线偏振沿z轴负方向垂直入射时的偏振旋转角ψ,椭圆角φ示意图；

图6为本发明超表面偏振调控器在x-线偏振沿z轴正方向垂直入射时的偏振透射率示意图；

图7为本发明超表面偏振调控器在x-线偏振沿z轴正方向垂直入射时的偏振转换率PCR示意图；

图8为本发明超表面偏振调控器在x-线偏振沿z轴正方向垂直入射时的偏振旋转角ψ,椭圆角φ示意图。

图3中，T_xy表示y线偏振光偏振入射，透射光中x线偏振光的能量大小，T_yy表示y线偏振光偏振入射，透射光中y线偏振光的能量大小；图4中，PCR_y表示y偏振光入射的偏振转换率，也就是透射光中x偏振光能量大小占透射光总能量的比值；图6中，T_yx表示x线偏振光偏振入射，透射光中y线偏振光的能量大小，T_xx表示x线偏振光偏振入射，透射光中x线偏振光的能量大小；图7中，PCR_x表示x偏振光入射的偏振转换率，也就是透射光中y偏振光能量大小占透射光总能量的比值。

其中，1—第一金属光栅层、1.1—光栅、2—第一低折射率介电材料层、3—图形化的高折射率介电材料偏振转换层、3.1—左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒、3.2—中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒、3.3—右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒、4—第二低折射率介电材料层、5—第二金属光栅层、6—金属栅条、7—金属栅槽、8—硅基层。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

在本发明超表面偏振调控器中，真正起偏振转换作用的是具有各向异性结构的图形化的高折射率介电材料偏振转换层3、第一金属光栅层1和第二金属光栅层5的作用除了起到检偏的作用之外，再就是与图形化的高折射率介电材料偏振转换层3分别形成一个类F-P腔，并且层与层之间并非单纯的线性叠加，它们的效应之间会产生耦合；虽然第一低折射率介电材料层2和第二低折射率介电材料层4的厚度是亚波长尺寸的，但是电磁波在超材料界面上的多次反射将引入相位的突变，这种突变的相位延长了等效光路，相当于加长了介质层的厚度，因此，等效的类F-P腔(法布里-珀罗谐振腔)将会有比衬底层厚度更长的腔长，这个腔长不再是亚波长的。

如图1和2所示的一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器，它包括第一金属光栅层1、第一低折射率介电材料层2(聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)、图形化的高折射率介电材料偏振转换层3、第二低折射率介电材料层4、第二金属光栅层5和硅基层8，其中，硅基层8的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第二金属光栅层5，所述第二金属光栅层5的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第二低折射率介电材料层4，所述第二低折射率介电材料层4的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备图形化的高折射率介电材料偏振转换层3，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层3的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第一低折射率介电材料层2，所述第一低折射率介电材料层2的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第一金属光栅层1；

所述第一金属光栅层1中光栅1.1的方向为x轴方向，第二金属光栅层5中光栅1.1的方向为y轴方向，第一金属光栅层1中光栅1.1的方向与第二金属光栅层5中光栅1.1的方向垂直，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层3为H形高折射率介电材料偏振转换层，H形高折射率介电材料偏振转换层包括左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.1、中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.2和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.3，中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.2的两端分别与左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.1和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.3的中部成为一体，左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.1与右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.3平行，左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.1与第一金属光栅层1中光栅1.1的呈45度夹角，金属光栅为亚波长光栅，光栅周期远小于超表面器件的周期。这里的光栅的结构设置是为了对入射光产生偏振敏感性；这里高折射率介电材料偏振转换层的结构中，左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.1和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.3主要是起提高高的偏振转换能力的作用，中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.2主要是起调节偏振转换的带宽以及频段的作用；将左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.1、中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.2和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.3组合起来，才能产生较好的转换效果。

本发明能将y偏振线偏振光从z轴的负方向垂直入射到该结构上转换为x偏振线偏振光并实现高透过；x偏振线偏振光从z轴的正方向垂直入射到该结构上转换为y偏振线偏振光并实现高透过，z轴的负方向为入射光先经过金属光栅层1的方向。

该偏振调控器在蓝光波段(440～480nm)，对沿z轴的负方向垂直入射的y偏振线偏振光的交叉偏振透射率达到0.6～0.7。

本发明结合了铝在蓝光频段的等离激元共振和高折射率介电材料的米氏共振，在提高交叉偏振转换率的同时减小了能量的吸收；在图形化的高折射率介电材料偏振转换层3与第一金属光栅层1和第二金属光栅层5之间分别形成F-P腔，利用亚波长光栅的偏振选择性和多重反射，提高偏振转换率。

上述技术方案中，所述光栅1.1为周期性的金属栅条6，两个相邻的金属栅条6中间形成一个金属栅槽7，一个金属栅条6和相邻的一个金属栅槽7为一个光栅周期。

上述技术方案中，所述光栅周期为50～70nm，光栅占空比为0.25～0.5，光栅厚度为30～50nm。

上述技术方案中，所述金属栅条6材料为铝，制备超材料结构常用金属材料包括：铝、银、金等。铝和银是两种自由电子密度极高的金属材料，其等离激元共振峰可以达到极紫外波段，因此金属材料选用铝。

上述技术方案中，所述第一低折射率介电材料层2和第二低折射率介电材料层4的周期相同(周期为长度和宽度)，且周期范围为290～310nm，第一低折射率介电材料层2和第二低折射率介电材料层4的厚度相同，且厚度范围为190～210nm。当满足周期为290～310nm，厚度为190～210nm等条件时，此时该超表面器件正好能在蓝光频段对入射光产生偏振转换的作用。

上述技术方案中，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层3的长和宽相等，且长度范围为290～310nm，厚度范围为36～70nm；左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.1和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.3的形状和尺寸一致，长和宽范围分别为：160～212nm、42～60nm；中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒3.2的长和宽分别为160～212nm、28～70nm。满足了这些参数范围后，才能产生较好的偏振转换效果(在蓝光频段)，也就是图中的结果。

上述技术方案中，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层3为各向异性结构，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层3的材料为硅，或者在420～500nm，折射率在4～4.5的高折射率介电材料。电磁波在某些晶体中沿固定方向传播时，电场的振动方向不同，晶体对其折射率也不同。类似的，对于各向异性超材料，照射在上面电磁波的电场振动方向不同，超材料也将对其有不同的等效折射率。但是不同于光学晶体，超材料的这种等效折射率的差异是由其表面的微结构引起的，因此不存在器件厚度引起相位差累积的现象。更具体的讲，各向异性超材料结构对不同振动方向电磁波具有不同的相位突变。

上述技术方案中，所述高折射率介电材料偏振转换层3对420～500nm频段的蓝光的折射率为4～4.5。

本发明在光波照射下，电磁场与第一金属光栅层1和第二金属光栅层5内电子等离子体振荡的耦合作用激发光栅表面等离极化激元；第一金属光栅层1和第二金属光栅层5对入射光起偏振选择作用，即偏振方向与光栅方向垂直的线偏光能透过，而偏振方向与光栅方向平行的线偏光将会被反射，同时由于第一金属光栅层1、第二金属光栅层5与图形化的高折射率介电材料偏振转换层3在两侧的第一低折射率介电材料层2和第二低折射率介电材料层4发生模式共振和模式耦合效应，形成类F-P腔共振模式，获得0.9～0.95的高偏振转换率和双向非对称传输。

该器件使用时，只要入射线偏振光的偏振方向与同侧的金属栅垂直(两侧金属栅都可以)，是可以透过器件，透过率达到70％，出射光仍为线偏振光，偏振面旋转90°，偏振转换率大于95％；当入射线偏振方向与金属栅平行，透过率小于2％。

一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器的制造方法，它包括如下步骤：

步骤1：硅基层8的顶面通过电子束蒸发沉积法沉积一层金属膜，并在该金属膜上通过电子束刻蚀工艺制备第二金属光栅层5；

步骤2：在第二金属光栅层5的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第二低折射率介电材料层4，并在第二低折射率介电材料层4上通过电子束蒸发沉积法沉积高折射率介电材料膜；

步骤3：在高折射率介电材料膜上通过电子束刻蚀工艺制备图形化的高折射率介电材料偏振转换层3，并在所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层3的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第一低折射率介电材料层2；

步骤4：在第一低折射率介电材料层2的顶面通过电子束蒸发沉积法沉积一层金属膜，并在该金属膜上通过电子束刻蚀工艺制备第一金属光栅层1。

图3在440nm-480nm之间，交叉偏振转换率达到0.6-0.7，说明该器件偏振转换能力好，能把60％-70％的入射光能量转换为所需的透射光能量。

图4说明在440nm-480nm之间，偏振转换率在0.95左右，说明透射光中95％的光都是我们所需的偏振转换光，说明该器件的偏振转换性能好。

图5中偏振旋转角ψ说明透射光的偏振面相对入射光的偏振面所旋转的角度，当偏振旋转角在90度左右，相当于x,y偏振的相对转换；椭圆角φ说明的是透射光的偏振态，如果椭圆角在0度左右，说明透射光为线偏振光。

图6、7、8分别相当于图3、4、5，差别只是入射方向和入射偏振不同(因为是双向传输)

本发明合理设计器件几何结构参数，实现了蓝光波段的线性偏振转换与双向非对称传输，在430nm-480nm之间，线偏光的偏振转换率能达到0.93-0.98；在一侧对y偏振光进行交叉偏振转换，在另一侧对x偏振光进行交叉偏振转换。

当偏振方向光栅的方向垂直时，大部分能够透射，并与H型结构发生作用，产生偏振转换的效果，此时的光既包含同向偏振光，又包含交叉偏振光(即偏振转换的部分)，然后这些光一部分会从H型结构透射出来，与另一个光栅接触，如果这时候的光是发生了偏振转换的那一部分，便会透射出该器件，否则便会发生反射(因为光栅的偏振选择性)，再次与H型结构发生作用。同理，第一次与H型结构而发生反射的另一部分光，如果是相对入射光发生过了偏振转换的，就不从因为反射而从光栅透射出来，而是反射回去继续与H型结构作用。如此一来，就能保证从器件透射出来的光，基本都是发生偏振转换的光。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：它包括第一金属光栅层(1)、第一低折射率介电材料层(2)、图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)、第二低折射率介电材料层(4)、第二金属光栅层(5)和硅基层(8)，其中，硅基层(8)的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第二金属光栅层(5)，所述第二金属光栅层(5)的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第二低折射率介电材料层(4)，所述第二低折射率介电材料层(4)的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第一低折射率介电材料层(2)，所述第一低折射率介电材料层(2)的顶面通过电子束蒸发沉积法和电子束刻蚀工艺制备第一金属光栅层(1)；

所述第一金属光栅层(1)中光栅(1.1)的方向为x轴方向，第二金属光栅层(5)中光栅(1.1)的方向为y轴方向，第一金属光栅层(1)中光栅(1.1)的方向与第二金属光栅层(5)中光栅(1.1)的方向垂直，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)为H形高折射率介电材料偏振转换层，H形高折射率介电材料偏振转换层包括左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.1)、中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.2)和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.3)，中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.2)的两端分别与左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.1)和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.3)的中部成为一体，左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.1)与右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.3)平行，左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.1)与第一金属光栅层(1)中光栅(1.1)的呈42～48度夹角。

2.根据权利要求1所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：所述光栅(1.1)为周期性的金属栅条(6)，两个相邻的金属栅条(6)中间形成一个金属栅槽(7)，一个金属栅条(6)和相邻的一个金属栅槽(7)为一个光栅周期。

3.根据权利要求2所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：所述光栅周期为50～70nm，光栅占空比为0.25～0.5，光栅厚度为30～50nm。

4.根据权利要求3所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：所述金属栅条(6)材料为铝。

5.根据权利要求3所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：所述第一低折射率介电材料层(2)和第二低折射率介电材料层(4)的周期相同，且周期范围为290～310nm，第一低折射率介电材料层(2)和第二低折射率介电材料层(4)的厚度相同，且厚度范围为190～210nm。

6.根据权利要求3所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)的长和宽相等，且长度范围为290～310nm，厚度范围为36～70nm；左侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.1)和右侧高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.3)的形状和尺寸一致，长和宽范围分别为：160～212nm、42～60nm；中部高折射率介电材料偏振转换层介质棒(3.2)的长和宽分别为160～212nm、28～70nm。

7.根据权利要求1所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)为各向异性结构，所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)的材料为硅。

8.根据权利要求1所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：所述高折射率介电材料偏振转换层(3)对420～500nm频段的蓝光的折射率为4～4.5。

9.根据权利要求1所述的蓝光波段非对称超材料偏振调控器，其特征在于：在光波照射下，电磁场与第一金属光栅层(1)和第二金属光栅层(5)内电子等离子体振荡的耦合作用激发光栅表面等离极化激元；第一金属光栅层(1)和第二金属光栅层(5)对入射光起偏振选择作用，即偏振方向与光栅方向垂直的线偏光能透过，而偏振方向与光栅方向平行的线偏光将会被反射，同时由于第一金属光栅层(1)、第二金属光栅层(5)与图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)在两侧的第一低折射率介电材料层(2)和第二低折射率介电材料层(4)发生模式共振和模式耦合效应，形成类F-P腔共振模式，获得0.9～0.95的高偏振转换率和双向非对称传输。

10.一种蓝光波段非对称超材料偏振调控器的制造方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：硅基层(8)的顶面通过电子束蒸发沉积法沉积一层金属膜，并在该金属膜上通过电子束刻蚀工艺制备第二金属光栅层(5)；

步骤2：在第二金属光栅层(5)的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第二低折射率介电材料层(4)，并在第二低折射率介电材料层(4)上通过电子束蒸发沉积法沉积高折射率介电材料膜；

步骤3：在高折射率介电材料膜上通过电子束刻蚀工艺制备图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)，并在所述图形化的高折射率介电材料偏振转换层(3)的顶面通过电子束蒸发沉积法制备第一低折射率介电材料层(2)；

步骤4：在第一低折射率介电材料层(2)的顶面通过电子束蒸发沉积法沉积一层金属膜，并在该金属膜上通过电子束刻蚀工艺制备第一金属光栅层(1)。

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