發(fā)布時間：2021-04-19 07:03

　　為了解決常用光陷阱結(jié)構中腔體開口立體角對吸收比的限制,利用低反射比鏡面反射鏡（250nm～25μm范圍內(nèi)反射比小于5%）,設計了一種斜面微結(jié)構腔以及一種四象限超黑光吸收腔。在內(nèi)壁涂層材料吸收比為0.95的條件下,理論上前者的吸收比可以達到0.999999,后者的吸收比近乎于1,顯著的提升了腔體吸收比,實現(xiàn)了寬光譜超黑光吸收腔。 

【文章來源】：計量技術. 2020,(05)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

螺紋倒錐形腔

第一種方案為斜面微結(jié)構腔，該方案通過改變腔體底面結(jié)構達到減小立體角的效果，將空腔底端改為具有微小傾角的斜面，并在空腔中加入一個具有微結(jié)構陣列的帶孔(半徑與開口半徑一致)平面，其結(jié)構如圖2所示。所設計腔體尺寸為:腔體底面傾角θ約為16.7°，帶孔的表面微結(jié)構陣列距離腔體底端為50mm，微結(jié)構采用底面半徑為1mm，高為15mm的圓錐陣列。底端斜面采用黑色反射鏡代替噴涂高吸收比材料，使得入射光在底面發(fā)生鏡面反射，從而斜入射到微結(jié)構陣列上。所用黑色反射鏡的吸收比大致為0.96，但受限于現(xiàn)有手段，難以計算或是仿真出該腔體的理論吸收比。不過可以首先假定鏡面反射不存在漫反射分量，則此時完全消除了第一次反射時該反射面與腔口所夾立體角的影響，即使存在一定的漫反射分量，此處的光泄露也遠小于傳統(tǒng)的光吸收腔，從而提高腔體吸收比的極限值。

該方案結(jié)構如圖3所示。方案利用擋板將圓柱空腔分為4個部分，利用黑色反射鏡實現(xiàn)入射光在4個部分之間的傳輸，并在最后一個空腔的底端加上一個傾斜成45°角的平面微結(jié)構陣列。腔體內(nèi)部的任何部分均需要噴涂3M公司的NEXTEL-VelvetCoating 811-21的黑色涂料，其漫反射比約為1.7%。入射光由圖3上端的開口進入該吸收腔后，沿著被隔離的中心圓柱腔室首先到達位于腔體正中心底部的黑色反射鏡a，光束由此發(fā)生鏡面反射進入1號腔體，經(jīng)過反射鏡b、c到達2號腔體，再經(jīng)過反射鏡d、e到達3號腔體，然后經(jīng)過反射鏡f、g到達4號腔體，經(jīng)由位于4號腔體頂端的反射鏡h反射到位于4號腔體底端的傾斜平面微結(jié)構陣列上。入射光需經(jīng)過8次鏡面反射后方能到達最后一個腔體的底端，相當于將光程變?yōu)榱酥暗?倍，此時，最終反射面對開口的立體角可近似為:

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3147076