[发明专利]基于飞秒激光实现透明导电氧化物起偏和检偏的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体而言，涉及一种基于飞秒激光实现透明导电氧化物起偏和检偏的方法。

背景技术

在光电器件中，为了得到单一偏振或者过滤掉其他偏振方向的光都是采用偏振片的方法。偏振片的一种制定方法是将具有网状结构的聚乙烯醇高分子化合物薄膜作为片基,把它浸入碘液中,再经过硼酸水溶液还原稳定后,再把它定向拉伸4-5倍,使大分子定向排列.即经拉伸后,使高分子材料由网状结构变成线状结构,碘分子则整齐地被吸附在该薄膜上而具有起偏或检偏性能。这种制备方法强度差，不稳定。除此之外，还有在光学玻璃种的夹层涂有聚乙烯膜或聚乙烯氰一类的结晶物，这一聚合物涂层可产生极细的栅栏状的结构，只允许振动方向与缝隙相同的光通过。

随着科技的飞速发展，光电器件得到了广泛应用。在光电器件中实现起偏和检偏的方法通常是另外添加偏振器件来达到目的。这种额外的附件占用了部分空间。尤其，透明导电氧化物目前被广泛应用在光电器件中，如何在镀有透明导电氧化物的光电器件中直接实现起偏和检偏功能成为迫切需要解决的问题。同时，飞秒激光以其超快、超强的独特性质，被广泛应用于微纳加工中。利用飞秒激光在镀有透明导电氧化物的光电器件上制备光栅结构可以解决某些光电器件对偏振需求的问题。

发明内容

本发明的目的是为了实现透明导电氧化物的起偏和检偏功能，通过磁控溅射方法将透明导电氧化物镀在需要起偏和检偏功能的器件表面，然后利用飞秒激光制备出具有这种功能的光栅结构，通过实施该方法达到对入射光的起偏和检偏效果。

本发明由结构性的透明导电氧化物和透明基底两部分构成。其中透明导电氧化物需满足良好的光学性能而且具有良好的导电性，其禁带宽度必须大于3.1eV；基底材料为透明的光电器件。

本发明的原理是利用飞秒激光在透明导电氧化物表面加工出大面积、一致性的光栅周期性结构，光栅结构的透明导电氧化物功能类似于金属丝，由于霍尔效应，当垂直于结构的偏振光入射时引起透明导电氧化物载流子的移动，从而削弱入射光，因此这种结构可以对偏振方向垂直于结构方向的入射光产生阻碍效果，允许平行于结构方向的入射光透过。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于飞秒激光实现透明导电氧化物起偏和检偏的方法，包括以下步骤：将透明导电氧化物镀在需要起偏和检偏的光电器件上，然后利用飞秒激光加工系统在光电器件表面加工出大面积、一致性的表面周期性的透明导电氧化物光栅结构。

作为优选，所述透明导电氧化物为掺铝氧化锌。

作为优选，通过控制所述透明导电氧化物的厚度调整起偏和检偏的效果，厚度越厚，对入射光的作用效果越强，厚度越薄，对入射光的作用效果越弱。

作为优选，通过调整所述飞秒激光加工系统的激光入射角、能量和平移台的移动速度改变加工的光栅结构的周期。

作为优选，所述光栅结构的周期范围为300nm-800nm。

作为优选，一种基于飞秒激光实现透明导电氧化物起偏和检偏的方法，包括以下步骤：

步骤1，将透明导电材料(如氧化铟锡、掺杂氟的SnO₂、掺铝氧化锌等)镀在需要此功能的光电器件上，透明导电氧化物的厚度可根据实际需求进行更改；

步骤2，根据所需要加工的光栅结构周期计算加工过程中激光的入射角度，改变入射角度可以改变光栅结构的周期，计算公式为周期其中λ是入射激光的波长，λs是表面等离子体波长，θ是入射激光的角度，同时改变激光的能量和扫描速度也可以改变光栅结构的周期；

步骤3，将镀有某种透明导电氧化物的器件在飞秒激光加工系统中进行加工获得所需的光栅结构，控制平移台的移动方向与入射激光的线偏振方向相互垂直；

步骤4，将具有光栅结构透明导电氧化物的器件放置在光路中即可得到起偏和检偏效果。

有益效果

对比现有技术，本发明具有如下特点：

1.本方法加工的光栅结构性质稳定，方法简单，不需要额外部件；

2.本发明中可以调节入射光的角度、激光的能量和扫描速度改变光栅结构的周期从而改变对偏振的影响；

3.本发明中可根据具体需求改变透明导电氧化物的厚度，从而改变起偏和检偏的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是飞秒激激光加工的周期为340nm的光栅结构电子显微镜图；