一种基于损耗材料薄膜的增透系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光电子领域与薄膜光学领域，具体是一种基于损耗材料薄膜的增透系 统。
【背景技术】
[0002] 在光电子领域，经常需要在器件表面涂镀一层金属薄膜来添加电极或者加强表面 的导电性能，这种技术在太阳能电池、电镜检测、微纳加工等领域得到了非常广泛的应用， 但是由于金属材料本身对光波存在一定的吸收而阻止入射光入射到器件上，对于器件的性 能以及光学检测造成了非常不利的影响。对于传统的光学镜头、光学玻璃等，通过在表面镀 一层低折射率的无损介质薄膜可以实现普通光学元件的增透，而且，受到多光束干涉物理 本质的限制，薄膜的光学厚度必须达到波长的1/4。然而，对于表面镀有金属薄膜的器件来 说，至今没有一种有效的措施在保证金属薄膜电学功能的前提下实现光学性能的提升。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上述现状的不足，利用损耗材料的光学特性，提出了一种基 于损耗材料薄膜的增透系统。
[0004] 本发明解决该技术问题采用的技术方案如下：
[0005] 本发明增透系统沿光线传播方向依次包括厚度为5?100nm的损耗材料薄膜、厚 度小于50nm的金属薄膜、透明衬底；
[0006] 所述的透明衬底主要用于支撑损耗材料薄膜和金属薄膜，采用各项同性低色散高 透过率的透明材料，对入射光无调制作用；可以选择普通玻璃（Si02)、蓝宝石玻璃（A1203)、 透明塑料等；
[0007] 所述的金属薄膜镀在透明衬底表面，它的存在主要是为了其高电导率等功能的实 现，厚度在纳米级别，对光线有较低的透过率；金属薄膜由常见金属材料构成，优选为银材 质薄膜；
[0008] 所述的损耗材料薄膜镀在金属薄膜表面，对于增透起主要作用，材料成分为对目 标波长有复折射率（但虚部绝对值小于实部绝对值）的材料，即对光束有吸收损耗的材料， 从工艺角度考虑该薄膜可以通过溅射、蒸镀、离子镀、凝胶等方法来实现；损耗材料薄膜的 材质优选为硅材质薄膜或锗材质薄膜；
[0009] 所述的损耗材料薄膜与金属薄膜厚度选择可根据增透系统的透射率，并通过以下 计算进行求解：
[0010] 损耗材料薄膜与金属薄膜厚度遵循薄膜系统的特征矩阵方程，对于两层膜系统， 膜系特征矩阵见公式（1):
[0011]
[0013] 和"分别为金属薄膜与
[0012] 其中Ml、M2分别为金属薄膜与损耗材料薄膜的特征矩阵；
【主权项】
1. 一种基于损耗材料薄膜的增透系统，其特征在于沿光线传播方向依次包括损耗材料 薄膜、金属薄膜、透明衬底。
2. 根据权利要求1所述的一种基于损耗材料薄膜的增透系统，其特征在于所述的损耗 材料薄膜由对光束有吸收损耗的材料构成。
3. 根据权利要求1所述的一种基于损耗材料薄膜的增透系统，其特征在于所述的损耗 材料薄膜镀为硅材质薄膜或锗材质薄膜。
4. 根据权利要求1所述的一种基于损耗材料薄膜的增透系统，其特征在于所述的金属 薄膜镀为银材质薄膜。
5. 根据权利要求1所述的一种基于损耗材料薄膜的增透系统，其特征在于所述的损耗 材料薄膜厚度为5?lOOnm，金属薄膜厚度小于50nm。
6. 根据权利要求5所述的一种基于损耗材料薄膜的增透系统，其特征在于所述的损耗 材料薄膜与金属薄膜厚度具体选择可根据增透系统的透射率，并通过以下计算进行求解： 损耗材料薄膜与金属薄膜厚度遵循薄膜系统的特征矩阵方程，对于两层膜系统，膜系 特征矩阵见公式（1):
其中M1、M2分别为金属薄膜与损耗材料薄膜的特征矩阵；
~和~分别为金属薄膜与损 nin2 耗材料薄膜的复折射率，hJPh2分别为金属薄膜与损耗材料薄膜的厚度，X为入射波长，e^为真空介电常数，y^为真空磁导率； 根据公式（2)得到薄膜系统的透射系数为
其中
?rV^Pne分别为空气和透明衬底的折射率； 则透射率为T=t?t'
【专利摘要】本发明公开了一种基于损耗材料薄膜的增透系统。在光电子领域，经常需要在器件表面涂镀一层金属薄膜来添加电极或者加强表面的导电性能，而金属材料本身对光波存在较强的吸收和反射而阻止入射光入射到器件上，对于器件的性能以及光学检测造成了非常不利的影响。本发明利用损耗材料的物理特性，将损耗材料薄膜镀于金属薄膜上表面，通过改变损耗材料薄膜的厚度，调整原有金属薄膜的透过率，以纳米级薄膜厚度，实现对于光束的数倍的增透作用，极大地提高了系统的波长选择透过性和相应的透过率，对于光电子技术和薄膜光学的发展具有极大的促进作用。
【IPC分类】G02B1-113
【公开号】CN104570165
【申请号】CN201510013322
【发明人】杜凯凯, 李强, 仇旻
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月9日