一種基于損耗材料薄膜的增透系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于光電子領域與薄膜光學領域，具體是一種基于損耗材料薄膜的增透系 統。
【背景技術】
[0002] 在光電子領域，經常需要在器件表面涂鍍一層金屬薄膜來添加電極或者加強表面 的導電性能，這種技術在太陽能電池、電鏡檢測、微納加工等領域得到了非常廣泛的應用， 但是由于金屬材料本身對光波存在一定的吸收而阻止入射光入射到器件上，對于器件的性 能以及光學檢測造成了非常不利的影響。對于傳統的光學鏡頭、光學玻璃等，通過在表面鍍 一層低折射率的無損介質薄膜可以實現普通光學元件的增透，而且，受到多光束干涉物理 本質的限制，薄膜的光學厚度必須達到波長的1/4。然而，對于表面鍍有金屬薄膜的器件來 說，至今沒有一種有效的措施在保證金屬薄膜電學功能的前提下實現光學性能的提升。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是針對上述現狀的不足，利用損耗材料的光學特性，提出了一種基 于損耗材料薄膜的增透系統。
[0004] 本發明解決該技術問題采用的技術方案如下：
[0005] 本發明增透系統沿光線傳播方向依次包括厚度為5?100nm的損耗材料薄膜、厚 度小于50nm的金屬薄膜、透明襯底；
[0006] 所述的透明襯底主要用于支撐損耗材料薄膜和金屬薄膜，采用各項同性低色散高 透過率的透明材料，對入射光無調制作用；可以選擇普通玻璃（Si02)、藍寶石玻璃（A1203)、 透明塑料等；
[0007] 所述的金屬薄膜鍍在透明襯底表面，它的存在主要是為了其高電導率等功能的實 現，厚度在納米級別，對光線有較低的透過率；金屬薄膜由常見金屬材料構成，優選為銀材 質薄膜；
[0008] 所述的損耗材料薄膜鍍在金屬薄膜表面，對于增透起主要作用，材料成分為對目 標波長有復折射率（但虛部絕對值小于實部絕對值）的材料，即對光束有吸收損耗的材料， 從工藝角度考慮該薄膜可以通過濺射、蒸鍍、離子鍍、凝膠等方法來實現；損耗材料薄膜的 材質優選為硅材質薄膜或鍺材質薄膜；
[0009] 所述的損耗材料薄膜與金屬薄膜厚度選擇可根據增透系統的透射率，并通過以下 計算進行求解：
[0010] 損耗材料薄膜與金屬薄膜厚度遵循薄膜系統的特征矩陣方程，對于兩層膜系統， 膜系特征矩陣見公式（1):
[0011]
[0013] 和"分別為金屬薄膜與
[0012] 其中Ml、M2分別為金屬薄膜與損耗材料薄膜的特征矩陣；
【主權項】
1. 一種基于損耗材料薄膜的增透系統，其特征在于沿光線傳播方向依次包括損耗材料 薄膜、金屬薄膜、透明襯底。
2. 根據權利要求1所述的一種基于損耗材料薄膜的增透系統，其特征在于所述的損耗 材料薄膜由對光束有吸收損耗的材料構成。
3. 根據權利要求1所述的一種基于損耗材料薄膜的增透系統，其特征在于所述的損耗 材料薄膜鍍為硅材質薄膜或鍺材質薄膜。
4. 根據權利要求1所述的一種基于損耗材料薄膜的增透系統，其特征在于所述的金屬 薄膜鍍為銀材質薄膜。
5. 根據權利要求1所述的一種基于損耗材料薄膜的增透系統，其特征在于所述的損耗 材料薄膜厚度為5?lOOnm，金屬薄膜厚度小于50nm。
6. 根據權利要求5所述的一種基于損耗材料薄膜的增透系統，其特征在于所述的損耗 材料薄膜與金屬薄膜厚度具體選擇可根據增透系統的透射率，并通過以下計算進行求解： 損耗材料薄膜與金屬薄膜厚度遵循薄膜系統的特征矩陣方程，對于兩層膜系統，膜系 特征矩陣見公式（1):
其中M1、M2分別為金屬薄膜與損耗材料薄膜的特征矩陣；
~和~分別為金屬薄膜與損 nin2 耗材料薄膜的復折射率，hJPh2分別為金屬薄膜與損耗材料薄膜的厚度，X為入射波長，e^為真空介電常數，y^為真空磁導率； 根據公式（2)得到薄膜系統的透射系數為
其中
?rV^Pne分別為空氣和透明襯底的折射率； 則透射率為T=t?t'
【專利摘要】本發明公開了一種基于損耗材料薄膜的增透系統。在光電子領域，經常需要在器件表面涂鍍一層金屬薄膜來添加電極或者加強表面的導電性能，而金屬材料本身對光波存在較強的吸收和反射而阻止入射光入射到器件上，對于器件的性能以及光學檢測造成了非常不利的影響。本發明利用損耗材料的物理特性，將損耗材料薄膜鍍于金屬薄膜上表面，通過改變損耗材料薄膜的厚度，調整原有金屬薄膜的透過率，以納米級薄膜厚度，實現對于光束的數倍的增透作用，極大地提高了系統的波長選擇透過性和相應的透過率，對于光電子技術和薄膜光學的發展具有極大的促進作用。
【IPC分類】G02B1-113
【公開號】CN104570165
【申請號】CN201510013322
【發明人】杜凱凱, 李強, 仇旻
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月9日