通过微结构结合镀膜的方法成功设计和制备了中红外宽带减反射元件。首先,利用FDTD Solutions软件,模拟了微结构周期、占空比、高度以及膜层厚度对所需波段透射率的影响规律,得到较好增透效果的微结构和膜层结构参数;根据设计参数,采用激光干涉曝光和反应离子束刻蚀技术在蓝宝石表面制备出相应微结构,然后在其表面镀制相应厚度的SiO2膜。测试结果表明:仅有单面微结构的蓝宝石元件在1.5~4 μm波段的平均透射率达到92.3%,具有复合结构的蓝宝石元件在该波段的平均透射率高达98.7%,相对双面抛光蓝宝石样品透射率提升11.0%左右,实现了蓝宝石表面的宽带增透;对具有复合结构的蓝宝石元件进行了湿度验证和高低温循环实验,实验前后透射率曲线无明显变化,且无明显水吸收,说明该元件具有很好的环境适用性。

为了得到均匀分布的硅表面微结构，提出了一种利用多束激光干涉光刻的方法来实现对硅表面微结构分布特征的控制.利用空间光调制器实现飞秒激光多光束干涉，形成分布均匀、周期可控的空间点阵，利用聚焦的空间点阵在单晶硅表面烧蚀得到规则分布的凹坑状结构，并通过改变附加给空间光调制器的相位实现对微结构分布特征及间距的控制.用扫描电子显微镜和分光光度计分别对结构的形貌特征和光学特性进行了测量，结果表明：采用底角为2°的四棱锥镜相位形成四光束干涉，通过10×物镜聚焦，在激光功率25 mW、曝光时间30 s时，可以形成间距约为3.3 μm的密排凹坑微结构,所形成的凹坑结构具有良好的减反效果，在1.2~2 μm近红外波段的透过率相对抛光硅平均提高了11.5%.