不同的記錄光強度下的繞射效率與曝光時間的關係

本節所要敘述的是利用不同的記錄光強度 I0記錄體積光柵，繞射效率隨著曝光能量 的變化情形；在 PQ:PMMA 樣品上記錄體積光柵，並且動態讀取其繞射效率，然後將所 量取到的繞射效率對曝光能量做圖。

圖 3-3 是在記錄光強度 I₀為 0.208 mW/cm²的時候，繞射效率對曝光能量的變化，

可以從中發現，其繞射效率尚未到達飽和值。

圖 3-3 在記錄光平均強度 I₀=0.208 mW/cm²時，繞射效率對曝光能量 的變化。

0 200 400 600 800 1000

0 5 10 15 20 25

I₀=0.208 mW/cm²

Diffraction efficiency(%)

Energy(mJ/cm²) Diffraction efficiency

圖 3-4 在記錄光平均強度 I₀=0.402 mW/cm²時，繞射效率對曝光能量的變化，我們 利用方程式(3.4)做 curve fitting 可以得到飽和繞射效率 η0與曝光能量常數 Eτ，曝光能量 常數代表當繞射效率到達飽和繞射效率的 0.63 倍時，所需要的曝光能量。其飽和繞射效 率約為 24.55 %，曝光能量常數為 478.47 mJ/ cm²。

) 4 . 3 ( exp

1 )

( ₀

úûù êëé - çèæ- ÷øö

=h t

h E EE

圖 3-4 在記錄光平均強度 I₀=0.402 mW/cm²時，繞射效率對曝光能 量的變化。

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

0 5 10 15 20 25

Data: A0201_E Model: BoxLucas1 Equation:

y = a*(1 - exp(-b*x)) Weighting:

y No weighting

Chi^2/DoF = 1.53963 R^2 = 0.96889

a 24.55078 ? .16176 b 0.00209 ? .00004

I₀=0.402 mW/cm²

Diffraction efficiency(%)

Energy(mJ/cm²) Diffraction efficiency

- 39 -

圖 3-5 是在記錄光平均強度 I₀=0.528 mW/cm²時，繞射效率對曝光能量的變化，做 curve fitting 後，其飽和值約為 19.86 %，曝光能量常數為 132.8 mJ/ cm²。

圖 3-5 在記錄光平均強度 I₀=0.528 mW/cm²時，在一小時內，繞射效 率對曝光能量的變化。

0 400 800 1200 1600 2000

0 5 10 15 20 25 30

Data: A0264_E Model: BoxLucas1 Equation:

y = a*(1 - exp(-b*x)) Weighting:

y No weighting

Chi^2/DoF = 18.68605 R^2 = 0.51459

a 19.86308 ? .21258

b 0.00753 ? .00059

I₀=0.528 mW/cm²

Diffraction efficiency(%)

Energy(mJ/cm²) Diffraction efficiency

圖 3-6(b) 是在記錄光平均強度 I₀=0.700 mW/cm²時，在一小時內，繞射效率對曝光 能量的變化，做 curve fitting 後，其飽和值約為 23.30 %，曝光能量常數為 358.4 mJ/ cm²。

圖 3-6 在記錄光平均強度 I₀=0.700 mW/cm²時，在一小時內，繞射效率對曝 光能量的變化。

0 500 1000 1500 2000 2500

0 5 10 15 20 25

Data: A0350_D Model: BoxLucas1 Equation:

y = a*(1 - exp(-b*x)) Weighting:

y No weighting

Chi^2/DoF = 5.67672 R^2 = 0.83871

a 23.30297 ? .14114

b 0.00279 ? .00008

I₀=0.700 mW/cm²

Diffraction Efficiency(%)

Energy(mJ/cm²) Diffraction Efficiency

- 41 -

圖 3-7 是在記錄光強度 I₀=0.850 mW/cm²時，繞射效率對曝光能量的變化，做 curve fitting 後，其飽和值約為 34.67 %，曝光能量常數為 621.1 mJ/ cm²。

我們將上述的結果中所求得的飽和繞射效率與曝光能量常數製作成表 3-1。

從表 3-1 中，可以發現飽和繞射效率愈高，曝光能量常數也愈高，但是與記錄光強 圖 3-7 在記錄光強度 I0=0.850 mW/cm²時，在一小時內，繞射效率對

時間的變化。

0 600 1200 1800 2400 3000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Data: A0425_E Model: BoxLucas1 Equation:

y = a*(1 - exp(-b*x)) Weighting:

y No weighting

Chi^2/DoF = 9.52489 R^2 = 0.90607

a 34.67889 ? .24128

b 0.00161 ? .00005

I

=0.850 mW/cm

Diffraction efficiency(%)

Energy(mJ/cm²) Diffraction efficiency

表 3-1 在不同的記錄光強度下，對於繞射效率與曝光能量的關係圖做 curve fitting 後，所得到的飽和繞射效率與曝光能量常數，以及繞射效率 的最大值。

I₀(mW/cm²) 飽和繞射效率 (%)

曝光能量常數 (mJ/cm²)

繞射效率最大值 (%)

0.208 -- -- --

0.402 24.55 478.47 23.43 0.528 19.86 132.8 28.43 0.700 23.30 358.4 25.27 0.850 34.68 621.1 36.36

度並沒有太大的關係；記錄光強度為 0.208 mW/cm²時，繞射效率尚未達到最大值，或 者是出現飽和的現象，因此並沒有做 curve fitting 求出繞射效率的飽和值與曝光能量常 數。繞射效率的最大值與記錄光強度的關係如表 3-1 的第三欄所述，和記錄光的強度也 沒有直接的關係；記錄光強度為 0.208 mW/cm²時，繞射效率尚未達到最大值。