一种折射率可调谐薄膜结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种折射率可调谐薄膜结构及其制备方法。通过在单层膜表面刻蚀周期性微结构形成折射率可调谐薄膜结构，其结构由下而上依次是致密膜层和周期性微结构膜层，致密膜层的折射率等于薄膜材料自身折射率，周期性微结构膜层的折射率与微结构参数相关。表面微结构相当于一个折射系数连续变化的介质层，介质层的等效折射系数小于薄膜材料折射率，通过调控介质层的等效折射率即可调控薄膜的整体折射率。制备方法包括：(1)基底表面镀制薄膜；(2)清洁膜面，在膜面上旋涂光刻胶；(3)采用双光束干涉对样品进行曝光；(4)显影得到所需的掩膜图样；(5)采用反应离子束刻蚀技术将掩膜图样转移至薄膜上；(6)清洁刻蚀产生的残留物。本发明专利技术通过调控薄膜中的纳米微结构高度、占空比来控制空气在薄膜中的占比，从而做到薄膜材料的折射率可调控。本发明专利技术具备极宽的折射率调控范围(从空气层折射率到薄膜材料自身折射率)，且工艺简单，可重复强。

【技术实现步骤摘要】
一种折射率可调谐薄膜结构及其制备方法
本专利技术属于光学薄膜领域，尤其涉及到折射率可调谐的薄膜结构及其制备方法。
技术介绍
光学薄膜技术经过两百多年的发展，已经成为现代生活、工业发展及前沿科学中的重要一环。光学薄膜从功能上可分为增透膜、高反膜、滤光片、分光膜等，从结构上又可分为均匀介质膜和非均匀介质膜。但是常规的光学薄膜材料都有其确定的折射率，无法灵活调控。面对现在日益复杂的应用环境，单一折射率的光学薄膜已经无法满足应用需求，比如基底表面的理想减反，只需要找个折射率等于根号下基底折射率与入射介质折射率乘积的材料即可，但是有限的材料种类并不能很好的满足所有应用场景的需求，进而需要使用高低折射率材料交替沉积组成的多层膜结构，但是多层膜结构复杂，设计难度大。溶胶凝胶法和倾斜沉积法是两种常规的制备折射率可调谐薄膜方法，其原理都是通过制备疏松多孔膜降低单层膜的折射率，但是这两种方法对折射率调谐的范围很有限，且折射率可控性差。
技术实现思路
针对上述现状的不足，本专利技术旨在提出一种折射率可调谐薄膜结构及制备方法，以便解决上述问题。...

【技术保护点】
1.一种折射率可调谐薄膜结构，其特征在于，通过在单层膜表面刻蚀周期性微结构形成折射率可调谐薄膜结构，该结构由下而上依次是致密膜层和周期性微结构膜层，致密膜层的折射率等于薄膜材料自身折射率，周期性微结构膜层的折射率与微结构参数相关。/n

【技术特征摘要】
1.一种折射率可调谐薄膜结构，其特征在于，通过在单层膜表面刻蚀周期性微结构形成折射率可调谐薄膜结构，该结构由下而上依次是致密膜层和周期性微结构膜层，致密膜层的折射率等于薄膜材料自身折射率，周期性微结构膜层的折射率与微结构参数相关。


2.如权利要求1所述的折射率可调谐薄膜结构，其特征在于，所述薄膜结构折射率n＝fna+(1-f)nc，其中f为空气在整个薄膜结构中的体积比，nc和na分别代表致密膜层材料折射率和空气层折射率。


3.如权利要求1所述的折射率可调谐薄膜结构，其特征在于，所述周期性微结构为圆柱形、圆锥形、抛物型或者金字塔型；
若周期性微结构为金字塔形，薄膜折射率
若周期性微结构为圆锥形，薄膜折射率
若周期性微结构为抛物形，薄膜折射率
若周期性微结构为圆柱形，薄膜折射率
其中τ为所述周期性结构的占空比，nc和na分别代表薄膜材料折射率和空气层折射率。


4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺洪波，张宇晖，王胭脂，陈瑞溢，王志皓，朱晔新，晋云霞，朱美萍，邵宇川，易葵，邵建达，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31