大面积三维光子晶体膜：单次制备工艺及嵌入式平面缺陷的应用

摘要： 三维光子晶体（3D PhCs）能实现全空间维度的光操控，但其实际应用仍面临制备工艺的挑战。本文提出一种简易的三维硅基简单立方（SC）晶格结构光子晶体制备方法，在近红外波段约1100纳米处呈现完整光子带隙。该工艺采用标准深紫外步进光刻技术，配合单次改进型等离子体刻蚀流程。通过在三维结构刻蚀结束时引入直接干法释放步骤，所制备的三维光子晶体可解耦并以薄膜形式转移至玻璃、聚合物甚至工程化表面基底等其他载体上。实验证明该薄膜厚度约2微米，尺寸可达数毫米量级。在阻带频率处观测到高反射率，且刻蚀过程中引入的平面缺陷形成了线宽仅约30纳米的光学共振模式。该结构构成光学带通滤波器，可作为有机溶剂传感器使用。