微纳结构增透膜的研究

【摘要】：微纳结构增透膜由于其在较宽的波段以及入射角范围内能有效抑制反射损耗、增加光的透过率而得到广泛关注。在科学研究方面,目前用于分析其反射特性的理论方法有很多,但如何在给定的条件下选择适当的理论方法尚未完全明确;在应用方面,微纳结构增透膜以其超透射、超带宽、角度范围大等物理特性带来了优越的器件性能和广泛的应用前景。因此研究微纳结构增透膜不论是对于理论研究还是应用研究都具有十分重要的意义。本文首先介绍了分析微纳结构增透膜反射特性的几种重要理论方法:等效介质理论、严格耦合波理论、时域有限差分法、有限元法。随后,利用不同的理论方法分析微纳结构增透膜反射特性的影响因素:微纳结构的周期、高度、基底折射率与填充因子,通过计算、比较得出了不同理论的适用条件,即入射光的波长远大于微纳结构周期时,由于高级次衍射波的引入,等效介质理论不再适用;严格耦合波理论一般适用于周期性结构,计算结果较为精确;时域有限差分法与有限元分析法可以计算各种结构的反射特性,但是计算量取决于求解域的大小,计算过程复杂于另外两种理论。最后,本文利用激光干涉光刻与刻蚀技术在硅基底上制备了周期约360nm,线宽约200nm,微纳结构高度约250nm的微纳结构增透膜,通过扫描电子显微镜进行表面表征,利用分光光度计与椭偏仪测得了该结构的反射特性,并与理论计算结果进行对比。结果表明,该结构的反射率在300nm-1000nm波段内降低了约20%,增透效果显著,且该结构反射特性的理论值与实验值相吻合。
【关键词】：微纳结构 增透膜 理论方法 激光干涉光刻
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN203