亚波长抗反射微结构
一种浮雕结构的亚波长光栅
亚波长抗反射微结构是一种浮雕结构的亚波长光栅。通过调节光栅的材料,沟槽深度、占空比和周期等结构参数可以使光栅具备近乎零反射率。
基本介绍
亚波长结构 是指结构的特征尺寸与工作波长相当或更小的周期(或非周期)结构。亚波长结构的特征尺寸小于波
硅基上制作的抗反射微结构长,它的反射率、透射率、偏振特性和光谱特性等都显示出与常规衍射光学元件截然不同的特征,因而具有更大的应用潜力。到目前为止,其主要用作抗反射表面、偏振器件、窄带滤波器和位相板等。
理论研究方法
目前主要有三种理论研究方法:等效介质法、耦合波法、时域有限差分法
(1)等效介质理论+薄膜理论:等效介质理论(EMT)就是用一层均匀介质代替周期结构,即把周期结构光栅看成一层均匀介质。再使用薄膜理论对模型进行分析
(2)耦合波法:一种光栅严格矢量理论研究方法,它模拟的结构足够准确。但对于二维等复杂情况有时计算时间会很长。耦合波法是将光波按照平面波分量展开成一系列空间谐波的形式,每个平面波分量的振幅是光栅沟槽深度的函数,通过求解光栅区平面波的藕合波微分方程组,再结合边界条件便可以求出这些空间谐波的表达式,进而求出光栅调制区的电磁场。
(3)时域有限差分法:是一种直接在时域把旋度方程离散为差分方程进行求解的数值方法可通过Rsoft Fullwave或者Opti-FDTD软件模拟仿真。
方法对比
来源发现
最早在蛾的角膜中发现了这种亚波长抗反射微结构。用以保护蛾在夜间飞行的时候不会受到攻击。
蛾眼图
制作工艺
制作工艺流程如图1所示:
亚波长抗反射微结构
相关应用
(1)显示领域:做成LCD屏,可适用于户外场合;
(2)发光二极管(LED):目前LED的发光效率仅为20%左右。采用抗反射微结构可以减少Fresnel反射,增加外量子效率
(3)波导:降低波导端面Fresnel反射率,从而降低耦合损耗和回波损耗。
参考资料
最新修订时间:2022-06-23 20:02
目录
概述
基本介绍
理论研究方法
参考资料