薄膜微结构的近红外透射诱导增强特性

• 作者: 刘卫国 周顺 孙雪平 张进 李世杰 杨鹏飞 林大斌 葛少博 黄岳田
• 来源期刊: 光子学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 薄膜微结构 单点金刚石切削 纳米压印 减反射 透射增强
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 薄膜
• 页码范围: 190-200
• 页数: 11页
• 分类号: O484.1
• 字数: 4791字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20194807.0731001

摘要

在SiNx薄膜中引入微金字塔结构,综合利用包含界面的薄膜光学微结构的折射、衍射与干涉现象,实现透反射的调控.通过单点金刚石切削与纳米压印、等离子体各向异性刻蚀技术相结合,将大面积、高效率、低成本的微结构制备方法推广至光学薄膜中,实现了多种尺寸的金字塔薄膜微结构的制备,结构单元尺寸可以在1.5～10μm之间进行调控.光谱特性检测结果表明,SiNx薄膜微金字塔结构阵列在近红外至长波红外波段,表现出超宽波段的减反射特性;在0.8～2.5μm的近红外波段,反射率低于1.0％;在3～5μm的中红外波段,反射率小于2.5％;在10～12μm长波红外波段,平均反射率低于5％;与传统的四分之一波长抗反射膜系相比,SiNx薄膜微金字塔结构阵列的减反射效果的实现,无需膜系设计时的折射率匹配,简化了膜系结构.研究发现SiNx薄膜微金字塔结构阵列的近红外透射诱导增强特性,高度为2～4μm的SiNx薄膜微金字塔结构阵列,均在2.1μm波长处出现明显的透射诱导增强效应,且高为4μm,底宽为8μm的微金字塔结构阵列的透射增强作用最为明显,透射率达到了96％以上.实验检测与仿真分析证明,透射增强的位置和强度由微结构的形貌尺寸及其结构比例关系决定.