留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双周期嵌套微结构表面的抗反射特性

沈思彤 李岩 付跃刚 欧阳名钊

沈思彤, 李岩, 付跃刚, 欧阳名钊. 双周期嵌套微结构表面的抗反射特性[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 521002-0521002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0521002
引用本文: 沈思彤, 李岩, 付跃刚, 欧阳名钊. 双周期嵌套微结构表面的抗反射特性[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 521002-0521002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0521002
Shen Sitong, Li Yan, Fu Yuegang, Ouyang Mingzhao. Anti-reflection characteristics of the surface of double-cycle nested micro-structures[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 521002-0521002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0521002
Citation: Shen Sitong, Li Yan, Fu Yuegang, Ouyang Mingzhao. Anti-reflection characteristics of the surface of double-cycle nested micro-structures[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 521002-0521002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0521002

双周期嵌套微结构表面的抗反射特性

doi: 10.3788/IRLA201948.0521002
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(61705018);引智基地计划(D17017)

详细信息
    作者简介:

    沈思彤(1994-),女,硕士生,主要从事仿生光学与微纳光学制造方面的研究。Email:sstcust@163.com

  • 中图分类号: O485;TN305

Anti-reflection characteristics of the surface of double-cycle nested micro-structures

  • 摘要: 为提高红外材料光学表面的抗反射能力,设计了一种具有双周期嵌套式结构抗反射超表面。通过分析在双周期嵌套式结构周围的介电常数变化情况,仿真模拟得到反射率。重点分析了当微纳结构发生变化时这种嵌套结构与单一结构表面抗反射特性的差别。通过改变嵌套结构表面占空比、顶底端直径比以及长径比等参数仿真模拟,对抗反射特性进行分析,最终优化出的结构在2.4~12 m的超宽波长范围内反射率均低于3.5%,在中长波实用波段范围内平均反射率低于1%。这种结构有效地保护了微结构形貌不被破坏,实现了单一结构抗反射特性效果的叠加,进一步降低了元件表面的反射率,可以作为一种新型的减反增透表面应用于红外窗口。
  • [1] Dong Tingting, Fu Yuegang. Design and manufacture of columned antireflective periodic microstructures on the surface of Si substrate[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6):0622002. (in Chinese)
    [2] Jiang Hui. Novel method for fabrication anti-reflection coating with moth-eye nanostructure and the color of the coated fine-denier polyester fabrics[D]. Hangzhou:Zhejiang Sci-Tech University, 2016. (in Chinese)
    [3] Yu Zhaoning, Gao He, Wu Wei, et al. Fabrication of large area subwavelength antireflection structures on Si using trilayer resist nanoimprint lithography and liftoff[J]. American Vacuum Society, 2003, 21(6):2874-2877.
    [4] Takashi Yanagishita, Takahide Endo, Kazuyuki Nishio, et al. Fabrication of silica moth-eye structures by photo-nanoimprinting using ordered anodic porous alumina molds[J]. Japanese Journal of Applied Physics, 2014, 53:018002.
    [5] Morhard C, Pacholski C, Lehr D, et al. Tailored antireflective biomimetic nanostructures for UV applications[J]. Nanotechnology, 2010, 21(21):425301-425306.
    [6] Landy N I, Sajuyigbe S, Mock J J, et al. Perfect metamaterial absorber[J]. Physical Review Letters, 2008, 100(20):207402-207405.
    [7] Hao J, Wang J, Liu X, et al. High performance optical absorber based on a plasmonic metamaterial[J]. Applied Physics Letters, 2010, 96(25):251104.
    [8] Hedayati M K, Javaherirahim M, Mozooni B, et al. Design of a perfect black absorber at visible frequencies using plasmonic metamaterials[J]. Advanced Materials, 2011, 23(45):5410-5414.
    [9] Zhou Lei, Dong Xiaoxuan, Zhou Yun, et al. Multiscale micro-nano nested structures:engineered surface morphology for efficient light escaping in organic light-emitting diodes[J]. ACS Applied Materials Interfaces, 2015, 7(48):26989-26998.
    [10] Lalanne Philippe, Morris Michael G. Antireflection behavior of silicon subwavelength periodic structures for visible light[J]. Nanotechnology, 1997, 8:53-56.
    [11] Zhang Chengpeng, Yi Peiyun. Optimization and continuous fabrication of moth-eye nanostructure array on flexible polyethylene terephthalate substrate towards broadband antireflection[J]. Applied Optics, 2017, 56(10):2901-2907.
    [12] Shigeru Kubota, Kensaku Kanomata. An integrated antireflection design using nanotexture and high-refractive-index glass for organic photovoltaics[J].American Coatings Association, 2017, 14(5):1209-1224.
    [13] Wang Changqing, Zhu Xili. Finite Difference Time Domain Method in Electromagnetic Field Computation[M]. Beijing:Peking University Press, 1994:18-47. (in Chinese)
    [14] Liao Tongqing, Wei Xiaolong. Reduction of reflected light from silicon solar cells through spherical optical micro/nano-structure[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1):0116001. (in Chinese)
    [15] Guo Xudong, Dong Tingting. Development of bionic moth-eye anti-reflective conical micro-nano structure[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9):091002. (in Chinese)
    [16] Wang Xuefei, Lu Zhenwu. Grating diffractive behavior of surface plasmon wave on meta-surface[J]. Chinese Optics, 2018, 11(1):60-73. (in Chinese)
    [17] Wang Yongjin, Zhang Fenghua. Freestanding non-perdio GaN grating in visible wavelength region[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(12):3020-3026. (in Chinese)
    [18] Jing Shimei, Zhang Xuanyu. Ultrashort fiber Bragg grating written by femtosecond laser and its sensing characteristics[J]. Chinese Optics, 2017, 10(4):449-454. (in Chinese)
  • [1] 林素颖, 廖小杰, 韩冰.  纳秒激光诱导聚酰亚胺薄膜周期性结构的产生 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210911-1-20210911-7. doi: 10.3788/IRLA20210911
    [2] 李子杨, 刘华松, 孙鹏, 杨霄, 白金林, 徐颖, 杨仕琪, 季一勤, 苏建忠.  激光/长波红外双谱段减反射薄膜设计与制备 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210944-1-20210944-7. doi: 10.3788/IRLA20210944
    [3] 付跃刚, 朱启凡, 张玉慧, 杨博伟, 刘智颖, 胡源.  仿生虾蛄眼偏振特性结构研究(简讯) . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 827001-0827001(4). doi: 10.3788/IRLA201948.0827001
    [4] 董亭亭, 张国伟, 郭劼, 吴锦双, 张为国, 付跃刚.  仿生蛾眼抗反射结构成像系统研制 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 118004-0118004(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0118004
    [5] 李志明, 王玺, 聂劲松, 胡瑜泽.  飞秒激光诱导硅表面高频周期结构 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106003-0106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0106003
    [6] 左玉弟, 金光, 李宗轩, 解鹏, 杨丰福.  空间衍射望远镜自展开结构设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1218001-1218001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1218001
    [7] 侯榜焕, 姚敏立, 贾维敏, 沈晓卫, 金伟.  空谱结构保持的高光谱图像分类 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1228001-1228001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1228001
    [8] 郭旭东, 董亭亭, 付跃刚, 陈驰, 温春超.  圆锥形仿生蛾眼抗反射微纳结构的研制 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 910002-0910002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0910002
    [9] 郑耀辉, 阮萍, 曹尚.  空间薄膜衍射望远镜展开结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118004-0118004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0118004
    [10] 董亭亭, 付跃刚, 陈驰, 张磊, 马辰昊, 赵玄.  Si衬底表面圆柱形抗反射周期微结构的设计及制作 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 622002-0622002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0622002
    [11] 范培迅, 钟敏霖.  超快激光制备金属表面微纳米抗反射结构进展 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 621001-0621001(12). doi: 10.3788/IRLA201645.0621001
    [12] 廖同庆, 彭露露, 吴昇, 刘波, 肖广东.  基于光学微结构减小硅太阳能电池的反射 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 201-204.
    [13] 刘福贺, 程志峰, 石磊, 徐宁, 管坐辇.  长条形反射镜支撑结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1512-1517.
    [14] 刘洋洋, 廉保旺, 赵媛.  矢量跟踪环路抗多径性能研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 119-125.
    [15] 徐宏, 关英俊.  大口径SiC轻量化反射镜组件的结构设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 83-88.
    [16] 齐光, 许艳军, 刘炳强.  空间相机反射镜SiC/Al 支撑板轻量化结构优化设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2214-2218.
    [17] 刘洋洋, 廉保旺, 赵宏伟, 宋玉龙.  矢量跟踪算法在抗远近效应中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2228-2233.
    [18] 杨亮, 李艳秋, 马旭, 盛乃.  嵌入式光栅多层结构锥形衍射的严格耦合波理论研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1899-1904.
    [19] 李海星, 丁亚林, 史磊, 宋玉龙.  两轴正交圆切口单轴柔性铰反射镜支撑结构 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1765-1769.
    [20] 徐德江, 史泽林, 罗海波.  利用人眼视觉特性的图像结构差异性杂波度量 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1635-1641.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  276
  • HTML全文浏览量:  39
  • PDF下载量:  30
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-10
  • 修回日期:  2019-01-20
  • 刊出日期:  2019-05-25

双周期嵌套微结构表面的抗反射特性

doi: 10.3788/IRLA201948.0521002
    作者简介:

    沈思彤(1994-),女,硕士生,主要从事仿生光学与微纳光学制造方面的研究。Email:sstcust@163.com

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(61705018);引智基地计划(D17017)

  • 中图分类号: O485;TN305

摘要: 为提高红外材料光学表面的抗反射能力,设计了一种具有双周期嵌套式结构抗反射超表面。通过分析在双周期嵌套式结构周围的介电常数变化情况,仿真模拟得到反射率。重点分析了当微纳结构发生变化时这种嵌套结构与单一结构表面抗反射特性的差别。通过改变嵌套结构表面占空比、顶底端直径比以及长径比等参数仿真模拟,对抗反射特性进行分析,最终优化出的结构在2.4~12 m的超宽波长范围内反射率均低于3.5%,在中长波实用波段范围内平均反射率低于1%。这种结构有效地保护了微结构形貌不被破坏,实现了单一结构抗反射特性效果的叠加,进一步降低了元件表面的反射率,可以作为一种新型的减反增透表面应用于红外窗口。

English Abstract

参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回