一种增强吸收的光学薄膜制造技术

本发明专利技术属于微纳光学技术领域，具体涉及一种增强吸收的光学薄膜，由下及上依次包括基底层、吸收层和陷光结构层，所述陷光结构层由介质材料制成，所述陷光结构层设有多个按周期阵列排列的凹槽，所述凹槽与所述陷光结构层下表面具有与不等于90°的夹角，所述凹槽内表面设有一层贵金属颗粒。本申请实施例增强吸收的光学薄膜，设置了陷光结构，即凹槽，凹槽与陷光结构层下表面具有与不等于90°的夹角，当入射光垂直照射至本申请实施例光学薄膜凹槽底部的贵金属颗粒时，贵金属吸收部分入射光，同时将其余部分反射和散射至凹槽内壁进行二次吸收，避免了传统结构上的将入射光原路径反射出去，从而导致入射光的吸收率低的问题。

An optical thin film with enhanced absorption

The invention belongs to the technical field of micro nano optics, in particular to an optical thin film for enhancing absorption, which comprises a substrate layer, an absorption layer and a light trapping structure layer successively from the bottom to the top. The light trapping structure layer is made of a dielectric material, and the light trapping structure layer is provided with a plurality of grooves arranged according to a periodic array. The groove and the lower surface of the light trapping structure layer have an included angle of not equal to 90 \u00b0 The inner surface of the groove is provided with a layer of precious metal particles. The optical film for enhanced absorption in the embodiment of the application is provided with a light trapping structure, i.e. a groove. The groove and the lower surface of the light trapping structure layer have an included angle of not equal to 90 \u00b0. When the incident light vertically irradiates the precious metal particles at the bottom of the groove of the optical film in the embodiment of the application, the precious metal absorbs part of the incident light, while the rest part is reflected and scattered to the inner wall of the groove for secondary absorption, It avoids the problem that the original path of the incident light is reflected out in the traditional structure, which leads to the low absorption rate of the incident light.

【技术实现步骤摘要】
一种增强吸收的光学薄膜
本专利技术涉及微纳光学
，具体涉及一种增强吸收的光学薄膜。
技术介绍
目前对光的传播特性和光学吸收的操控一直是光学研究领域的重要课题。近年来，基于微纳结构调控的高性能可集成的光学器件研究吸引了越来越多的关注。贵金属结构与入射光之间相互耦合，可以产生很多值得探究的光学特性，但是目前大多微纳金属结构对于入射光的吸收都比较弱，因此，对于微纳金属结构的吸光性进一步研究就成为了热点问题。表面等离激元效应产生与金属的表面或周围，能使纳米结构的金属中的电磁场高度局域化，表现出局域表面等离子体共振现象。对于环境的灵敏度超高，也可提高分子的检测极限。金属中自由电子按其固有频率沿金属表面作协同振荡，当与一定波长的电磁波作用时，自由电子集体激发，当金属中的电子被入射光激发，金属周围的局域电磁场加强。同时，金属表面自由电子集体振荡而离开原子核，产生LSPR现象，耦合产生的电磁场强度在垂直金属表面呈指数衰减，穿透深度比电磁波波长小。表面等离子体的这种特性使得亚波长金属结构中的光场高度局域化，表现出特殊的光、电性质，从而产生强烈的电场损耗，实现对于入射光的吸收。但目前的光学薄膜都是通过狭缝或者两结构之间的耦合来实现对于入射光的吸收，吸收效率较低。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种增强吸收的光学薄膜，由下及上依次包括基底层、吸收层和陷光结构层；所述陷光结构层由介质材料制成；所述陷光结构层设有多个按周期阵列排列的凹槽；所述凹槽内侧表面与所述陷光结构层下表面具有一不等于90°的夹角；所述凹槽内表面设有一层贵金属颗粒。进一步地，所述凹槽为倒锥形或倒圆台形。进一步地，所述陷光结构上表面还设有一柔性层；所述柔性层与所述陷光结构上表面固定连接；所述柔性层由透光材料制成。进一步地，所述柔性层与所述凹槽相对的位置凸起。进一步地，所述柔性层与所述凹槽相对的位置凹陷。进一步地，所述柔性层与所述凹槽之间形成一空腔；所述空腔内真空。进一步地，所述吸收层由石墨烯薄膜按条状排列构成。进一步地，所述吸收层为一金属层；所述金属层厚度不大于10um。进一步地，所述金属层上表面设有一双层石墨烯薄膜；所述双层石墨烯薄膜之间设有一介质层；所述介质层厚度不大于50nm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本申请实施例提供了一种增强吸收的光学薄膜，由下及上依次包括基底层、吸收层和陷光结构层，陷光结构层由介质材料制成，陷光结构层设有多个按周期阵列排列的凹槽，凹槽与陷光结构层下表面具有与不等于90°的夹角，凹槽内表面设有一层贵金属颗粒。在入射光的照射下，入射光激发凹槽表面的贵金属颗粒，贵金属的表面电荷重新分布，产生表面电场，从而造成能量的耗散。在实验检测中入射光一般采用偏振光，而偏振光是通过一系列不同光学元件转化而来，在一般结构中入射光如果以垂直角度照射至凹槽底部时，入射光经底部反射，由原路径返回入射点，从而造成入射光的利用率大大降低，对于入射光的吸收减弱。本申请实施例增强吸收的光学薄膜，设置了陷光结构，即凹槽，凹槽与陷光结构层下表面具有与不等于90°的夹角，当入射光垂直照射至本申请实施例光学薄膜凹槽底部的贵金属颗粒时，贵金属吸收部分入射光，同时将其余部分反射和散射至凹槽内壁进行二次吸收，解决了传统结构上的将入射光原路径反射出去，从而导致入射光的吸收率低的技术问题。附图说明图1为本申请实施例增强吸收的光学薄膜的结构示意图；图2为本申请实施例增强吸收的光学薄膜俯视图；图3为本申请实施例增强吸收的光学薄膜凹槽结构示意图；图4为本申请实施例增强吸收的光学薄膜实施例2中的凹槽的结构示意图。图中：1、基底层；2、吸收层；3、陷光结构；31、凹槽；32、贵金属颗粒；4、柔性层；5、空腔。具体实施方式为解决现有技术中存在的光学薄膜对于入射光吸收率低的技术问题，本申请实施例提供了一种增强吸收的光学薄膜，设置了陷光结构，即凹槽，凹槽与陷光结构层下表面具有与不等于90°的夹角，当入射光垂直照射至本申请实施例光学薄膜凹槽底部的贵金属颗粒时，贵金属吸收部分入射光，同时将其余部分反射和散射至凹槽内壁进行二次吸收，避免了传统结构上的将入射光原路径反射出去，从而导致入射光的吸收率低的技术问题。下面结合具体实施例来详述本专利技术，但不限于此。实施例1：为解决目前光学微纳结构对于入射光吸收效率较低的问题，本实施例提供了一种增强吸收的光学薄膜，如图1与图2所示，由下及上依次包括基底层1、吸收层2和陷光结构3层，所述陷光结构3层由介质材料制成，所述陷光结构3层设有多个按周期阵列排列的凹槽31，所述凹槽31与所述陷光结构3层下表面具有与不等于90°的夹角，所述凹槽31内表面设有一层贵金属颗粒32。具体而言：如图1所示，基底层1具体为透明玻璃或二氧化硅介质，凹槽31为倒锥形或倒圆台形，本实施例具体为倒锥形，如图3所示，当入射光垂直照射至本实施例光学薄膜凹槽31底部的贵金属颗粒32时，贵金属吸收部分入射光，同时将其余部分反射和散射至凹槽31内壁进行二次吸收，解决了传统结构上的将入射光原路径反射出去，从而导致入射光的吸收率低的技术问题。本实施例提供了一种增强吸收的光学薄膜，如图1所示，由下及上依次包括基底层1、吸收层2和陷光结构3层，陷光结构3层由介质材料制成，陷光结构3层设有多个按周期阵列排列的凹槽31，凹槽31内侧表面与陷光结构3层下表面具有一不等于90°的夹角，凹槽31内表面设有一层贵金属颗粒32。在入射光的照射下，入射光激发凹槽31表面的贵金属颗粒32，贵金属的表面电荷重新分布，产生表面电场，从而造成能量的耗散。在实验检测中入射光一般采用偏振光，而偏振光是通过一系列不同光学元件转化而来，在一般结构中入射光如果以垂直角度照射至凹槽31底部时，入射光经底部反射，由原路径返回入射点，从而造成入射光的利用率大大降低，对于入射光的吸收减弱。本实施例增强吸收的光学薄膜，设置了陷光结构3，即凹槽31，凹槽31与陷光结构3层下表面具有与不等于90°的夹角，当入射光垂直照射至本实施例光学薄膜凹槽31底部的贵金属颗粒32时，贵金属吸收部分入射光，同时将其余部分反射和散射至凹槽31内壁进行二次吸收，避免了传统结构上的将入射光原路径反射出去，从而导致入射光的吸收率低。实施例2：基于实施例1公开的一种增强吸收的光学薄膜，本实施例提供了一种增强吸收的光学薄膜，所述陷光结构3上表面还设有一柔性层4，所述柔性层4与所述陷光结构3上表面固定连接，所述柔性层4由透光材料制成。柔性材料具体为PET材料，俗称涤纶树脂，PET材料为热塑性聚酯，透明度高，有良好的力学性能。所述柔性层4与所述凹槽31相对的位置凸起或者所述柔性层4与所述凹槽31相对的位置凹陷，所述柔性层4与所述凹槽31之间形成一空腔5，所述空腔5内真空。特别的，柔性层4与所述凹槽31本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强吸收的光学薄膜，其特征在于，由下及上依次包括基底层、吸收层和陷光结构层；所述陷光结构层由介质材料制成；/n所述陷光结构层设有多个按周期阵列排列的凹槽；所述凹槽内侧表面与所述陷光结构层下表面具有一不等于90°的夹角；/n所述凹槽内表面设有一层贵金属颗粒。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强吸收的光学薄膜，其特征在于，由下及上依次包括基底层、吸收层和陷光结构层；所述陷光结构层由介质材料制成；
所述陷光结构层设有多个按周期阵列排列的凹槽；所述凹槽内侧表面与所述陷光结构层下表面具有一不等于90°的夹角；
所述凹槽内表面设有一层贵金属颗粒。


2.根据权利要求1所述的一种增强吸收的光学薄膜，其特征在于，所述凹槽为倒锥形或倒圆台形。


3.根据权利要求1或2所述的增强吸收的光学薄膜，其特征在于，所述陷光结构上表面还设有一柔性层；所述柔性层与所述陷光结构上表面固定连接；所述柔性层由透光材料制成。


4.根据权利要求3所述的增强吸收的光学薄膜，其特征在于，所述柔性层与所述凹槽相对的位置凸起。...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐先龙，王天堃，刘翡琼，
申请(专利权)人：西安柯莱特信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61