研究目的
利用一维光子晶体开发具有高效率和角度不敏感性的可见光不透明但近红外透射的滤光片,能够在不影响近红外传输性能的情况下产生装饰性色彩。
研究成果
该研究成功展示了基于一维三元光子晶体的有色可见光不透明但近红外高透射滤光片,具有优异的角度不敏感性和高透射效率。其制备简单且性能优越,使这些滤光片适用于成像传感器和装饰用途等多种应用场景。
研究不足
由于空气与基底界面处的反射(模拟中未考虑)导致实测透射率略低于计算值。该设计的效果受限于材料的折射率和吸收特性。
1:实验设计与方法选择:
该设计采用包含7层的1D三元光子晶体结构,并添加装饰性颜色层。方法上使用高、低折射率材料以实现宽阻带和高透射效率。
2:样品选择与数据来源:
样品在260°C下通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺制备于石英衬底上。通过光学模拟与实测验证设计方案。
3:实验设备与材料清单:
采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)进行制备,使用分光光度计(Cary 7000,安捷伦)进行测量,光谱椭偏仪(M-2000,J.A. Woollam)用于折射率校准。
4:实验流程与操作步骤:
制备过程中在不破真空条件下交替沉积非晶硅(a-Si)和氮化硅(Si3N4)层,通过模拟计算与实测评估光学性能。
5:数据分析方法:
采用传输矩阵法进行模拟计算,通过角度分辨测量评估角度特性。
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spectrophotometer
Cary 7000
Agilent
Measurement of reflection and transmission spectra
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spectroscopic ellipsometer
M-2000
J. A. Woollam
Refractive index calibration
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plasma-enhanced chemical vapor deposition
PECVD
Fabrication of multilayered NIR-transmitting filters
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