论文部分内容阅读
本文提出了一种六边形排列结构,在宽波段、广角度和不同偏振模式下,运用时域有限差分方法进行了数值模拟计算。对一周期内只存在单一的微结构来进行改进,选择最优化参数后的圆锥和圆柱组合结构作为结构单元,对排列方式、内周期和外周期、内周期的六边形排列结构的底部半径R和单元间距d进行了进一步的数值模拟研究。得到如下结论:(1)对硅基板,单层膜,多层膜,一维亚波长光栅和二维亚波长光栅的反射特性进行研究。在特定波长和特定入射角度下,单层膜相较于硅基板有较好的减反效果。多层膜克服了单层膜的缺点,在宽波段和宽角度下得到较好的减反效果,但制造工艺复杂成本高。一维亚波长光栅的制造成本低而且有较好的减反效果,但是对偏振模式具有敏感性和出现形式双折射现象。二维亚波长光栅具有对称性,克服了一维亚波长光栅对于不同偏振模式入射光的敏感性和形式双折射现象,有较好的减反效果。(2)对于具有梯度截面的微结构,随着结构单元的总高度的增加反射率先减小后增加;随底部圆柱高度的增加反射率也是先减小后增加;随底部直径与周期之比的增大反射率减小。(3)对于不同的多边形排列方式而言,奇数排列中五边形排列结构较三边形排列结构有好的减反效果。偶数排列的结构中六边形排列结构较四边形排列结构有好的减反效果好。偶数排列的结构较奇数排列的结构有较好减反效果,六边形排列的结构具有最好的减反效果。内、外周期的六边形排列结构相比较,内周期的六边形排列结构在总体上的减反效果要优于外周期结构。对于内周期的六边形排列结构,得出反射率随底部半径的增大先减小后增大。对于结构单元的间距,反射率随单元间距的增大先减小后增大。(4)最佳的结构为单元是圆柱和圆锥组合结构,排列方式为内周期的六边形排列结构,结构的总高度H(28)600nm,圆柱高度1h(28)100nm,底部半径为150nm,间距为340nm,经计算在400nm-2500nm波段内,0°-60°的宽入射角度和不同偏振模式下,都表现出较好的减反效果,最低的平均反射达到1%以下。