[发明专利]减反射光栅的制备方法

说明书

技术领域

本专利涉及减反射光栅，特别是一种减反射光栅的制备方法。

背景技术

抗反射表面在现代光学技术领域中，比如，太阳能电池、电光器件以及传感器等领域应用范围极其广泛。利用薄膜来制作这种抗反射结构是一种常用的方法，但是在薄膜技术中经常会遇到一些难以解决的问题，其中包括：热膨胀不匹配、粘合性、以及薄膜稳定性等。另一方面，研究表明利用高密度的周期结构-亚波长光栅，也可以制作出具有抗反射特性的光学表面。由于这种抗反射结构是在同一基底材料上通过刻蚀产生的，因此，在薄膜技术中遇到的上述问题在这种周期结构中并不存在。目前为止，用于设计这种抗反射周期结构的方法主要是有效介质理论【参见在先技术1：S.M.Rytov，Sov.Phys，JETP 2，466-475(1956)】。由于有效介质理论是在光栅周期远远小于入射波长的极限情况下得出的，因此，它的适用条件比较苛刻，应用范围较小，而且，只有在设计的入射角度较小，材料的折射率较低的情况下精度才较高，而当设计角度较大，材料折射率较高时则存在较大的误差。另外，有效介质理论作为一种近似理论的物理意义也不明确。光栅模式理论为人们提供了一种用以描述光在光栅中的传播行为的简单且物理意义鲜明的方法【参见在先技术2：L.C.Botten et al.，Opt.Acta 28，413-428(1981)】。但据我们所知，还没有人提出一种利用模式理论中的模折射率的概念来设计抗反射周期结构的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减反射光栅的制备方法。该方法精度高、物理意义明确，在设计制备减反射光栅方面具有重要的应用价值。

本发明的技术解决方案如下：

一种减反射光栅的制备方法，其特点在于该方法包括下列步骤：

①首先根据要求选择相应的光栅衬底材料、入射角度、入射介质的折射率、入射波长及入射方式；

②将我们制备的一维矩形光栅等效成一个类似于F-P腔的结构，然后根据模式理论计算入射介质、光栅区域和出射介质的等效折射率：

入射介质的等效折射率n_effⁱⁿ利用下式计算：

neffin=n1cosθ---(1)]]>

式中：n₁为入射介质折射率，θ为入射角；

光栅区域的等效折射率通过解如下的模式本征方程获得：