漸變折射率材料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及材料制備加工領(lǐng)域，特別是涉及一種漸變折射率材料制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)材料是用于光學(xué)實驗和光學(xué)儀器中的具有一定光學(xué)性質(zhì)和功能的材料的統(tǒng)稱。光學(xué)材料包括無機(jī)和有機(jī)化合物，以無機(jī)物為主。按照其效能可分為兩大類，即光介質(zhì)材料和光功能材料。光介質(zhì)材料是傳輸光線的材料，入射的光線經(jīng)過折射、反射會改變光線的方向、相位和偏振態(tài)，還可經(jīng)過吸收或散射改變光線的強(qiáng)度和光譜成分。光學(xué)材料在工業(yè)界中有著廣泛的應(yīng)用，但是由于每種材料的光學(xué)性質(zhì)，特別是折射率是一定的，因此在一些特定應(yīng)用中，就無法找到理想的光學(xué)性質(zhì)完全滿足要求的材料。
[0003]我們對真空鍍膜工藝的改進(jìn)，開發(fā)出漸變折射率材料。通過改變材料的結(jié)構(gòu)，調(diào)整其有效折射率，從而實現(xiàn)其折射率漸變從最高折射率和體折射率一致，到最低有效折射率接近I。通過采用新型漸變折射率材料，可以充分滿足各種應(yīng)用中對光學(xué)材料折射率匹配的需求，并能夠使得一些新的應(yīng)用成為可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種漸變折射率材料的制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)材料光學(xué)性質(zhì)單一、不可調(diào)節(jié)的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種漸變折射率材料制備方法，所述制備方法至少包括步驟:
[0006]提供一基底，采用掠入射角鍍膜或者化學(xué)腐蝕的方式在所述基底表面鍍漸變折射率層，所述漸變折射率層示意傳統(tǒng)光學(xué)材料為基礎(chǔ)，通過改變結(jié)構(gòu)中材料與空隙的體積比，從而調(diào)節(jié)所述漸變折射率層的有效折射率。
[0007]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述基底為發(fā)光二極管芯片、玻璃或者硅片。
[0008]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述漸變折射率層為單層、雙層或多層。
[0009]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述漸變折射率層的單層厚度范圍為10?100nm0
[0010]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述過渡層漸變折射率層的折射率隨位置不同，呈階梯分布或漸變分布。
[0011]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述漸變折射率層呈納米柱、納米螺旋或者Z型納米線結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)鍍膜工藝來調(diào)節(jié)其密度、尺寸和取向。
[0012]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述制備方法還包括采用掠入射角鍍膜工藝在所述漸變折射率層表面制備頂蓋層的步驟，所述頂蓋層的厚度范圍為 5 ?200nm。
[0013]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述漸變折射率材料層為介質(zhì)材料或?qū)щ姴牧稀?br>[0014]作為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述介質(zhì)材料選自T12, S12, Ta2O3或Si 3N4中的一種或兩種的組合，所述導(dǎo)電材料選自ΙΤ0、FTO或摻雜的氧化鋅中的一種或兩種的組合。
[0015]如上所述，本發(fā)明的漸變折射率材料制備方法，包括步驟:提供一基底，采用掠入射角鍍膜或者化學(xué)腐蝕方式在所述基底表面鍍漸變折射率層，所述漸變折射率層是以傳統(tǒng)光學(xué)材料為基礎(chǔ)，通過改變結(jié)構(gòu)中材料與空隙的體積比，從而調(diào)節(jié)所述漸變折射率層的有效折射率。本發(fā)明采用掠入射角鍍膜的方法制備漸變折射率材料并采用該材料形成新型高效光學(xué)結(jié)構(gòu)。由于采用漸變折射率材料，新型的光學(xué)結(jié)構(gòu)其光學(xué)性能更好，同時能夠很有效的和不同的襯底或基板集成，顯著降低生產(chǎn)成本，提高該器件的光學(xué)性能，促進(jìn)該光學(xué)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明漸變折射率材料制備方法制備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明漸變折射率材料隨膜厚的變化曲線。
[0018]元件標(biāo)號說明
[0019]101基底
[0020]102，103漸變折射率層
[0021]104頂蓋層
【具體實施方式】
[0022]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0023]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0024]本發(fā)明提供一種漸變折射率材料制備方法，所述制備方法至少包括以下步驟:
[0025]提供一基底101，采用掠入射角鍍膜或者化學(xué)腐蝕方式在所述基底101表面鍍漸變折射率層102、103，所述漸變折射率層102、103是以傳統(tǒng)光學(xué)材料為基礎(chǔ)，通過改變結(jié)構(gòu)中材料與空隙的體積比，從而調(diào)節(jié)所述漸變折射率層的有效折射率。
[0026]所述基底101可以是LED芯片或者玻璃等透明基底，當(dāng)然，所述基底101也可以是其他合適的透明或不透明材料，不透明基底例如可以是硅片。本實施例中，所述基底101選擇為硅片。
[0027]作為示例，所述漸變折射率材層102、103可以是單層、雙層或多層，S卩，漸變折射率層可以是一層漸變折射率薄膜，也可以是多層漸變折射率薄膜的疊加。而漸變折射率層的折射率隨縱向高度不同，可以呈階梯分布或者漸變分布。
[0028]所述掠入射角鍍膜工藝包括電子束鍍膜、熱蒸發(fā)、磁控濺射、脈沖激光鍍膜等物理氣相鍍膜工藝。本實施例中，采用電子束鍍膜工藝制備漸變折射率層。
[0029]作為示例，所述漸變折射率層的單層厚度范圍可以控制在10?1000nm范圍內(nèi)。本實施例中，所述漸變折射率層的單層厚度暫選為800nm。在其他實施例中，所述漸變折射率層的厚度也可以是 100nm、1000nm、1500nm、2000nm、5000nm 或者 7000nm 等等。
[0030]進(jìn)一步地，所述漸變折射率層的材料可以是介質(zhì)材料也可以是導(dǎo)電材料，若為導(dǎo)電材材料，則對應(yīng)的漸變折射率層具有導(dǎo)電性。所述介質(zhì)材料可以選自Ti02、Si02、Ta203或Si3N4中的一種或兩種的組