發(fā)布時間：2018-05-03 11:12

  本文選題：光子學(xué)器件 + 濾光片��； 參考：《浙江大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：基于微納結(jié)構(gòu)的光子學(xué)器件由于其良好的光學(xué)特性、較好的工藝兼容性、突出的可集成性等優(yōu)勢在顯示、探測、成像、遙感、印刷等諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。近幾十年來,研究人員對各類微納結(jié)構(gòu)光子器件進(jìn)行了廣泛的研究,取得了大量新穎重要的研究成果。本文在這些研究的基礎(chǔ)上,對特殊微納結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)的顏色濾光片進(jìn)行了深入研究：1.提出了基于二維亞波長硅光柵、金屬-介質(zhì)-金屬光柵、金屬光柵三種微納結(jié)構(gòu)的角度不敏感顏色濾光片,對光學(xué)特性、角度特性、顏色特性進(jìn)行了深入研究,并通過電場分布研究了角度不敏感濾波特性的物理機(jī)理。提出的亞波長硅光柵濾光片呈現(xiàn)的紅綠藍(lán)三基色反射色飽和度高亮度值高,而基于局域表面等離子體諧振效應(yīng)的亞波長金屬-介質(zhì)-金屬光柵濾光片和亞波長金屬光柵濾光片其光學(xué)特性具有優(yōu)異的入射角、偏振角、方位角角度不敏感性。其中,亞波長金屬光柵濾光片不僅可以實(shí)現(xiàn)反射式紅綠藍(lán)的顏色特性,還可以實(shí)現(xiàn)透射式青品黃的顏色特性,從而有望在多領(lǐng)域發(fā)揮作用。2.通過在周期規(guī)則的多孔氧化鋁中填充高折射率氧化物從而改變等效折射率的方法制備了顏色可調(diào)的顏色濾光片。只需要通過簡單地調(diào)節(jié)多孔氧化鋁的孔徑以及原子層沉積的高折射率氧化物的沉積厚度,就可以實(shí)現(xiàn)較大色域空間的顏色調(diào)制,這種新型的顏色調(diào)控方式有望在印刷、裝飾等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。3.研究了基于Ag/Si/Cr/TiO2多層薄膜、Ag/SiOx/Ag多層薄膜、Si/Si3N4膜堆的角度不敏感顏色濾光片,對光學(xué)特性、角度特性、顏色特性進(jìn)行了深入分析,并通過相移等方法研究了薄膜角度不敏感特性的物理機(jī)理。Ag/Si/Cr/TiO2結(jié)構(gòu)濾光片首次實(shí)現(xiàn)了反射式紅綠藍(lán)角度不敏感濾波特性,使得彩色電子書,反射式顯示成為可能。根據(jù)金屬-介質(zhì)-金屬薄膜的諧振條件,我們提出了一種折射率可調(diào)的硅氧化物來實(shí)現(xiàn)整個可見光波段的諧振激發(fā),從而實(shí)現(xiàn)透射式的全色彩顯示。利用非晶硅在400nm-600nm波段的較大吸收,a-Si/Si3N4膜堆的角度不敏感長波通濾光片不僅在截止波段具有出色的截止特性,還具有較小的偏振分離特性。4.研究了一種基于一維亞波長光柵結(jié)構(gòu)用于平板顯示應(yīng)用45。工作的反射型濾波型偏振分束器,此分束器不反射TM偏振光,選擇性反射部分波長的TE偏振光從而產(chǎn)生顏色。只需要通過簡單地調(diào)節(jié)介質(zhì)光柵層的厚度,就可以得到不同TE偏振反射色的濾波偏振器件。這種集濾波和偏振兩種功能于一身的濾波偏振器件可以減小平板顯示中光學(xué)元件的個數(shù),使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊,提高集成化。5.提出了一種基于多層薄膜結(jié)構(gòu)的用于穿戴顯示應(yīng)用的濾波偏振分束器,反射紅、綠、藍(lán)三基色波段的s偏振光,而透射其余波段的s偏振光與所有波段的p偏振光,因此可以大大提高光能量的利用率,同時對成像色彩不發(fā)生改變。6.提出了一種基于緊湊薄膜結(jié)構(gòu)的可見-近紅外超寬波段吸收器,由于采用了多種不同帶隙的吸收材料以及漸變折射率的材料分布方式,吸收器在400nm-2000nm波段的平均吸收高達(dá)98%。這種結(jié)構(gòu)吸收器能實(shí)現(xiàn)400nm-3500nm波段的高吸收,在同類薄膜結(jié)構(gòu)中具有最寬的吸收帶寬。此外,該吸收器具有良好的入射角度不敏感特性,即使以一個較大角度(700)入射,其平均吸收仍大于80%。7.研究了一種基于亞波長光柵結(jié)構(gòu)的多窄帶吸收器,該吸收器具有多個吸收帶,帶寬可達(dá)到30nm甚至更小,而吸收率達(dá)到96%以上,表面等離子體諧振和法布里玻羅諧振共同作用形成了這些多窄帶完全吸收特性。
[Abstract]:A color filter with adjustable angle of incidence , polarization angle and azimuth angle has been studied in this paper . It is possible to realize the color modulation of the reflective red - green blue by simply adjusting the aperture of porous alumina and the deposition thickness of high - index oxide deposited by atomic layer . The invention provides a visible - infrared ultra - wide band absorber based on a compact film structure .

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O436.3

【相似文獻(xiàn)】

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1 楊陳楹;基于微納結(jié)構(gòu)的顏色濾光片研究[D];浙江大學(xué);2016年

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本文編號：1838263