蛾眼減反射微納結(jié)構(gòu)在光學(xué)窗口、顯示器件和太陽(yáng)能電池等方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。隨著理論仿真和制備工藝的不斷發(fā)展,寬譜段、寬角度、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等要求也已成為蛾眼減反射器件實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)。本文以嚴(yán)格耦合波和時(shí)域有限差分法為理論研究基礎(chǔ),利用FDTD-Solutions仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)了硅材料和多光譜級(jí)硫化鋅材料的亞波長(zhǎng)蛾眼減反射結(jié)構(gòu),分別應(yīng)用于入射角0°⁶0°的2⁵μm紅外寬譜段和0.41⁵μm可見(jiàn)光、近紅外和中紅外復(fù)合的超寬譜段。通過(guò)對(duì)比仿真數(shù)據(jù),分析了波長(zhǎng)和入射角度隨形貌參數(shù)變化對(duì)透射率的影響�；诮Y(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果,利用激光干涉光刻、金屬掩膜沉積、電感耦合等離子體刻蝕的工藝路線在硅材料和硫化鋅材料表面制備了蛾眼減反射結(jié)構(gòu),并分析了光刻過(guò)程中曝光劑量對(duì)光刻膠掩膜尺寸的影響和離子刻蝕過(guò)程中刻蝕氣體與刻蝕時(shí)間對(duì)刻蝕形貌的影響。對(duì)制備出的實(shí)驗(yàn)樣片在光學(xué)性能和力學(xué)性能兩方面進(jìn)行了測(cè)試分析。測(cè)試結(jié)果表明:硅材料蛾眼結(jié)構(gòu)的寬光譜廣角減反射性能較硅基裸片提高了29%³6%,但蛾眼結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

顯微蛾眼結(jié)構(gòu)

圖 2.1 均勻介質(zhì)層于損耗區(qū)域 γ 是復(fù)數(shù)(復(fù)折射率)，反射和透射振幅可以通過(guò)電場(chǎng)和磁的切向分量來(lái)獲得。輸入?yún)^(qū)域與第一層邊界處( z = 0)：( )1 1 0 1 11 + R = P + Q exp k γd， ( ) ( ) ( ), 0 1 1 1 0 1 11 expI zj k k R = γ P Q k γd ， 和 層之間的區(qū)域(-1z =D )：( ) ( )1 0 1 1 1 0P exp k γ d Q P Q expk γd + = + ， ( ) ( )1 1 0 1 1 1 0γ P exp k γ d Q γ P Q expk γd = ； 一層和輸出區(qū)域邊界之間(Lz = D)：( )0expL L L LP k γd + Q = T， ( ) ( )0 , , 0expL L L L L II z II zγ P k γd Q =j k k k T . 值得注意的是，匹配每個(gè)界面的電場(chǎng)和磁場(chǎng)產(chǎn)生兩個(gè)方程，因此，對(duì)勻介質(zhì)結(jié)構(gòu)，將生成 2 ( L+ 1)個(gè)方程。整個(gè)方程組可通過(guò)求解方程組的標(biāo)

( )2expnnnx i xπε εΛ = ， 為周期，nε 為光柵介電常數(shù)第 n 階 Fourier 展開系數(shù)。結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示，光柵脊和光柵槽的各級(jí)展開系數(shù)可以表示為：( )2 201rd grε = n f + n f， ( )( )( )2 2sin0n rd grn fn n nnπεπ= ≠ . 別為光柵脊的平均介電常數(shù)和折射率，nε 和grn分別為光柵槽的平均介率，f 為光柵脊的占空比。一般情況下，金屬光柵和非對(duì)稱光柵的nε 為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光干涉光刻制備976nm分布反饋式激光器光柵[J]. 白云峰,范杰,鄒永剛,王海珠,海一娜,田錕.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(12)
[2]衍射極限尺度下的亞波長(zhǎng)電磁學(xué)[J]. 蒲明博,王長(zhǎng)濤,王彥欽,羅先剛.  物理學(xué)報(bào). 2017(14)
[3]紫外納米壓印技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 殷敏琪,孫洪文,王海濱.  微納電子技術(shù). 2017(05)
[4]鍺襯底表面圓柱形仿生蛾眼抗反射微結(jié)構(gòu)的研制[J]. 董亭亭,付躍剛,陳馳,張磊,馬辰昊.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
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博士論文
[1]微納超材料結(jié)構(gòu)的超分辨成像和超吸收特性的研究[D]. 曹順.中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2017
[2]基于金屬結(jié)構(gòu)超表面的新型光學(xué)器件的研究[D]. 王維.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于人工超材料與超表面的電磁波調(diào)控[D]. 李肅成.蘇州大學(xué) 2016

碩士論文
[1]硅基薄膜太陽(yáng)能電池陷光結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究[D]. 徐慷.安徽理工大學(xué) 2018
[2]弱條件穩(wěn)定的FDTD及其在微波電路中的應(yīng)用研究[D]. 蘭婧.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3605207