上海光機所在傾斜沉積制備寬帶減反射膜方面取得新進(jìn)展
近期,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所薄膜光學(xué)實驗室報道了采用傾斜沉積技術(shù)將SiO2薄膜的折射率從1.45調(diào)整到1.15的精確控制,并制備了一種超寬帶的SiO2梯度折射率寬帶減反射膜。相關(guān)成果以“Broadband antireflection film by glancing angle deposition”為題發(fā)表在Optical Materials。
為了減少光學(xué)元件表面的反射,增加光在工作波段的透過率,獲得更好的光學(xué)性能,寬帶減反射膜被廣泛應(yīng)用于許多光學(xué)系統(tǒng)中。傳統(tǒng)的寬帶增透涂料是采用高、低折射率薄膜疊加制備的,其能實現(xiàn)的減反射帶寬受限于材料折射率和膜系,很難實現(xiàn)超寬帶范圍內(nèi)減反射效果。傳統(tǒng)防反射涂層的另一種替代方法是蛾眼效應(yīng),它通過蛾眼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生亞波長表面浮雕,可以在更寬的波長和角度范圍內(nèi)實現(xiàn)防反射效果,但是浮雕的制備工藝復(fù)雜。而使用傾斜沉積制備薄膜,由于自遮擋效應(yīng),使得在大沉積角度下膜層是疏松多孔的,薄膜折射率發(fā)生變化,使薄膜折射率可調(diào),可以實現(xiàn)更寬的減反射增透的效果。 利用這一特性,課題組采用沉積角度從0°至80°時制備了不同沉積角度SiO2薄膜。給出了不同角度沉積SiO2薄膜的透過率曲線,根據(jù)這些曲線,得到不同傾斜沉積角度下膜層的折射率,根據(jù)擬合的折射率,設(shè)計了折射率和厚度非連續(xù)變化的變折射率膜系,并進(jìn)行了增透膜的制備。其中,在400nm-1800nm范圍內(nèi),平均剩余反射率為0.41%,增透效果明顯,并且對于測試角度的變化體現(xiàn)出了角度不敏感的特性。變折射率制備的寬帶增透膜因其光譜范圍寬,光譜特性好,角度不敏感,在光學(xué)系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。 ![]() 圖1. 不同沉積角度下的薄膜透過率曲線 ![]() 圖2. 增透膜在不同入射角度下的測量殘余剩余反射率曲線 ![]() 圖3. 寬帶增透膜的截面形貌圖 該項研究獲得了國家自然科學(xué)基金的支持。 原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110720 |