硒化锌衬底表面仿生宽带增透微结构的设计及制作

费亮; 崔云; 万冬云; 陈鹏; 徐姣

doi:doi:10.3788/AOS201838.0105004

光学学报, 2018, 38 (1): 0105004, 网络出版: 2018-08-31

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Design and Fabrication of Bionic Broadband Antireflective Microstructure on Zinc Selenide

费亮 ^1,2崔云 ^2,*万冬云 ¹陈鹏 ^2,3徐姣 ^2,3

作者单位

¹ 上海大学材料科学与工程学院, 上海 200444

² 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室, 上海 201800

³ 中国科学院大学, 北京 100049

图 & 表

图 1. 抛物锥体周期阵列结构示意图

Fig. 1. Schematic of parabolic cone array structure

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图 2. 微结构周期与结构参数的关系。(a) 反射率; (b) 零级透过率; (c) 总透过率

Fig. 2. Relationship between microstructure period and structure parameters. (a) Reflectivity; (b) zero-order transmittance; (c) total transmittance

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图 3. 不同抛物锥体底面占空比时反射率随波长的变化曲线

Fig. 3. Variations of reflectivity with wavelength at different d/Λ values of parabolic cone

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图 4. 不同抛物锥体高度时反射率随波长的变化

Fig. 4. Variations of reflectivity with wavelength at different heights of parabolic cone

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图 5. 不同形状的仿生微结构对反射率的影响

Fig. 5. Effect of biomimetic microstructure with different shapes on reflectivity (the shape of biomimetic microstructure changing from cylindrical rod to paraboloid)

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图 6. 微结构制备工艺流程图

Fig. 6. Schematic of fabrication procedure of microstructure

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图 7. (a)洛埃镜配置图;(b)掩模的AFM图

Fig. 7. (a) Lloyd’s mirror configuration; (b) AFM image of mask

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图 8. 微结构扫描电镜图。(a)俯视图;(b)断面图

Fig. 8. Scanning electron microscopy images of microstructure. (a) Top view (0°); (b) profile (90°)

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图 9. 透过率曲线。 (a)有无微结构;(b)模拟与实验结果

Fig. 9. Curves of transmittance. (a) With and without microstructure; (b) simulated and experimental results

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表 1理论设计与实验结果对比

Table1. Comparison between theoretical design and experimental results

Parameter	Maximum reflectivity /%	Average transmittance /%	Height /nm	Period /nm	Filling factor
Design value	<4	81.8	1000±50	800±20	1.0
Experimental value	<5	80.9	1031	800	1.0

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费亮, 崔云, 万冬云, 陈鹏, 徐姣. 硒化锌衬底表面仿生宽带增透微结构的设计及制作[J]. 光学学报, 2018, 38(1): 0105004. Liang Fei, Yun Cui, Dongyun Wan, Peng Chen, Jiao Xu. Design and Fabrication of Bionic Broadband Antireflective Microstructure on Zinc Selenide[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(1): 0105004.

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图 1. 抛物锥体周期阵列结构示意图

Fig. 1. Schematic of parabolic cone array structure

图 2. 微结构周期与结构参数的关系。(a) 反射率; (b) 零级透过率; (c) 总透过率

Fig. 2. Relationship between microstructure period and structure parameters. (a) Reflectivity; (b) zero-order transmittance; (c) total transmittance

图 3. 不同抛物锥体底面占空比时反射率随波长的变化曲线

Fig. 3. Variations of reflectivity with wavelength at different d/Λ values of parabolic cone

图 4. 不同抛物锥体高度时反射率随波长的变化

Fig. 4. Variations of reflectivity with wavelength at different heights of parabolic cone

图 5. 不同形状的仿生微结构对反射率的影响

Fig. 5. Effect of biomimetic microstructure with different shapes on reflectivity (the shape of biomimetic microstructure changing from cylindrical rod to paraboloid)

图 6. 微结构制备工艺流程图

Fig. 6. Schematic of fabrication procedure of microstructure

图 7. (a)洛埃镜配置图;(b)掩模的AFM图

Fig. 7. (a) Lloyd’s mirror configuration; (b) AFM image of mask

图 8. 微结构扫描电镜图。(a)俯视图;(b)断面图

Fig. 8. Scanning electron microscopy images of microstructure. (a) Top view (0°); (b) profile (90°)

图 9. 透过率曲线。 (a)有无微结构;(b)模拟与实验结果

Fig. 9. Curves of transmittance. (a) With and without microstructure; (b) simulated and experimental results

表 1理论设计与实验结果对比

Table1. Comparison between theoretical design and experimental results

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图 1. 抛物锥体周期阵列结构示意图

Fig. 1. Schematic of parabolic cone array structure

图 2. 微结构周期与结构参数的关系。(a) 反射率; (b) 零级透过率; (c) 总透过率

Fig. 2. Relationship between microstructure period and structure parameters. (a) Reflectivity; (b) zero-order transmittance; (c) total transmittance

图 3. 不同抛物锥体底面占空比时反射率随波长的变化曲线

Fig. 3. Variations of reflectivity with wavelength at different d/Λ values of parabolic cone

图 4. 不同抛物锥体高度时反射率随波长的变化

Fig. 4. Variations of reflectivity with wavelength at different heights of parabolic cone

图 5. 不同形状的仿生微结构对反射率的影响

Fig. 5. Effect of biomimetic microstructure with different shapes on reflectivity (the shape of biomimetic microstructure changing from cylindrical rod to paraboloid)

图 6. 微结构制备工艺流程图

Fig. 6. Schematic of fabrication procedure of microstructure

图 7. (a)洛埃镜配置图;(b)掩模的AFM图

Fig. 7. (a) Lloyd’s mirror configuration; (b) AFM image of mask

图 8. 微结构扫描电镜图。(a)俯视图;(b)断面图

Fig. 8. Scanning electron microscopy images of microstructure. (a) Top view (0°); (b) profile (90°)

图 9. 透过率曲线。 (a)有无微结构;(b)模拟与实验结果

Fig. 9. Curves of transmittance. (a) With and without microstructure; (b) simulated and experimental results

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