本发明专利技术涉及一种多光束激光干涉技术产生飞蛾复眼周期性减反结构图案的方法和系统，该系统由激光器，扩束准直系统，分束与折光系统，半波片，偏振片，CCD等组成，其特征是用激光干涉系统，将六或六个以上相干激光束组合，对干涉场内的光强度分布进行强弱调制，用调制后重新分布的光强度分布，获得微米或纳米级飞蛾复眼周期性结构图案。用该方法极大程度地实现了飞蛾复眼周期性阵列结构的仿真，并且通过调整干涉系统的入射角及空间角，来调整结构图案的周期和特征尺寸从纳米级到微米级，使纳米级、微米级结构的制造更加便捷，精确实现仿生飞蛾复眼减反结构的制备，从而提高光的吸收效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用多光束激光干涉技术仿真飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案的方法和系统，属于对仿真光学减反射结构图案的改进。技术背景蛾眼结构是一种光学减反射结构。1967年，Bernhard发现一种夜行性飞蛾，其眼角膜几乎不产生对红外光的反射，其原理已广泛研究至今[1]。飞蛾复眼由很多单眼组成，这种构造让它们具有非常好的减反射效率。研究人员受蛾眼结构的减反射特性启发，在太阳能电池表面制作出类似蛾眼结构并且周期性分布的阵列结构，可以达到太阳能电池更高的转换效率[2，3]。目前太阳能电池减反射结构的制作常被采用方法有：(1)碱腐蚀、酸腐蚀、电化学腐蚀方法。虽然工艺简单，但是腐蚀后表面结构的结果带有一定的随机性，腐蚀后与反射率有直接关系的单元尺寸都在一个较大的变化范围之内，要想获得最低的反射率，必须精确控制反应进程，而且反应过程中使用的腐蚀液会对人和环境造成很大污染[3-5]。(2)等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法。用该方法沉积SiNx薄膜用于晶硅基片的减反射膜的制作，但是PECVD沉积非常昂贵。此外，商用化的SiNx薄膜通常是专门针对波长大约600nm减反射的，在包含部分入射太阳能的其它波长范围，反射损失快速增加。另外，对于多层膜而言，由于镀膜材料的限制，其与基体材料不同的化学和物理特性，将导致附着效果、热匹配和膜层稳定性受到影响。激光干涉纳米制造是当前具备快速、低成本和大面积纳米结构制造优势和潜力的技术之一。激光干涉纳米光刻是利用两束或两束以上的光束相干叠加时，会产生强度周期性调制的光强能量分布，当这种周期调制的光强能量分布与材料相互作用时，可在材料表面制造出纳米结构，衬底可以是平面或曲面。该技术较离子束光刻IBL(ion beam lithography)、电子束光刻EBL(electron beam lithography)和扫描探头光刻SPL(scanning probe lithography)技术而言更适合于批量生产[6-7]。较纳米压印NIL(nano imprint lithography)存在图案形状是随机可调和可在曲面上完成等优势。因此，本专利技术提出利用激光干涉技术制备仿真飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案的方法和系统，属于对现有光学减反射结构图案实现方法及系统的改进[8]。参考文献：1.J.Rao，R.Winfield and L.Keeney，″Moth-eye-structured light-emitting diodes″，Optics Communications，Vol.283，pp.2446-2450，2010.2.C.Ting，C.Chen and C.P.Chou，“Subwavelength structures for broadband antireflection application”，Optics Communications，Vol.282，pp.434-438，2009.3.Y.Li，J.Zhang and B.Yang，“Antireflective surfaces based on biomimetic nanopillared arrays”，Nano Today，Vol.5，pp.117-127，2010.4.S.Chattopadhyay，Y.F.Huang，Y.J.Jen，A.Ganguly，K.H.Chen and L.C.Chen，“Anti-reflecting and photonic nanostructures”，Materials Science and Engineering R，Vol.69，pp 1-35，2010.5.B.Liu and W.Yeh，“Antireflective surface fabricated from colloidal silica nanoparticles”，Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects，Vol.356，pp 145-149，2010.6.D.M.Koller，N.Galler，H.Ditlbacher，A.Hohenau，A.Leitner，F.R.Aussenegg，J.R.Kren，″Direct fabrication of micro/nano fl uidic channels by electron beam lithography″，Microelectronic Engineering，Vol.86，pp.1314-1316，2009.7.K.Yamada，M.Umetani，T.Tamura，Y.Tanaka，H.Kasa and J.Nishii，“Antireflective structure imprinted on the surface of optical glass by SiC mold”，Applied Surface Science，Vol.255，pp 4267-4270，20098.T.Chang，K.Cheng，T.Chou，C.Su，H.Yang and S.Luo，“Hybrid-polymer nanostructures forming an anti-reflection film using two-beam interferenceand ultraviolet nanoimprint lithography”，Microelectronic Engineering，Vol.86，pp.874-877，2009.
技术实现思路
本专利技术为了更好的实现高仿真度的飞蛾复眼减反射结构图案，提出一种利用多光束激光干涉技术仿真飞蛾复眼减反射周期性结构图案的方法和系统，采用六光束干涉的方法仿真飞蛾复眼结构图案。本系统包括：激光器，扩束准直系统，分束与折光系统，偏振片，半波片，CCD等。由激光器发出的激光束，由分束与折光系统将激光束分成六束相干光，通过系统中每路光中放置的半波片和偏振片的镜组，将六束相干光的各个光路的偏振状态和光强度分别进行控制，使相干光束获得干涉，在CCD或成像表面上形成高仿真度的飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案，干涉图案的形状和质量更精确可控。对于六光束的其中三束光与另外三束光采用正交入射的方法，设定三光束中的两束光的入射角相同，另外一束光的入射角不同于这两束光，使各个光路的激光光束入射角范围为0°到90°，并且设定各束相干光的偏振状态一致，经扩束准直系统后，得到高本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种采用六光束激光干涉技术产生飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案的方法和系统，其特征在于，系统包括：激光器，扩束准直系统，分束与折光系统，偏振片，半波片，ＣＣＤ等。由激光器发出的激光束，由分束与折光系统将激光束分成六束相干光，通过系统中每路光中放置的半波片和偏振片的镜组，将六束相干光的各个光路的偏振状态和光强度分别进行控制，使相干光束获得干涉，在ＣＣＤ或成像表面上形成高仿真度的飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案。
【技术特征摘要】
1.一种采用六光束激光干涉技术产生飞蛾复眼周期性光学减反射结构图
案的方法和系统，其特征在于，系统包括：激光器，扩束准直系统，分束与折
光系统，偏振片，半波片，CCD等。由激光器发出的激光束，由分束与折光系
统将激光束分成六束相干光，通过系统中每路光中放置的半波片和偏振片的镜
组，将六束相干光的各个光路的偏振状态和光强度分别进行控制，使相干光束
获得干涉，在CCD或成像表面上形成高仿真度的飞蛾复眼周期性光学减反射结
构图案。
2.根据权利要求1所述的方法和系统，其特征在于，选择六束相干光，使
其中三束光在同一平面内，另外三束光在另一平面内，并且两平面互相垂直。
设定三光束中的两束光在法线两侧并入射角相同，其余光束的入射角不同于这
两束光，使各个光路的激光光束入射角范围为0°到90°，并且设定各束相干光的
偏振状态一致，干涉形成高仿真度的飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案。
3.根据权利要求1-2所述的方法和系统，其特征在于，相干光束数也可以是
六束以上，选择相干光束满足权利要求1的条件，实现多于六光束的干涉，形
成高仿真度的飞蛾复眼周期性光学减反射结构图案。
4.根据权利要求1-3所述的方法和系统，其特征在于，通过变换和调整光路<...
【专利技术属性】
技术研发人员：于淼，赵振明，王作斌，徐佳，翁占坤，王大鹏，刘洋，宋正勋，胡贞，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：82
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