微纳吸收陷光结构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910719403.4 (22)申请日 2019.08.06 (71)申请人 金华伏安光电科技有限公司 地址 322200 浙江省金华市浦江县仙华街 道东山路488号 (72)发明人 唐先龙张中侠王天堃 (51)Int.Cl. G02B 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种微纳吸收陷光结构 (57)摘要 本发明涉及微纳光学技术领域， 具体涉及一 种微纳吸收陷光结构， 包括基底层， 所述基底层 上表面设有陷光结构， 所述陷光结构按照矩形周 期排列于所述金属薄膜上。

2、， 所述陷光结构表面设 有一层金属颗粒， 所述陷光结构之间设有金属微 纳结构。 利用陷光结构改变入射光的传播途径， 通过多次折射和散射， 将入射光线分散至金属微 纳结构表面， 从而增加入射光在金属微纳结构上 的光程， 提高金属微纳结构与入射光的作用时间 与作用面积， 使金属微纳结构对于入射光吸收更 强， 增强金属颗粒与金属微纳结构之间的耦合， 产生更强的吸光特性， 从而产生强的圆二色信号 和非对称传输特性。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 110376668 A 2019.10.25 CN 110376668 A 1.一种微纳吸收陷光结构， 包括基底层， 其特征在于， 所述基底层上。

3、表面设有陷光结 构； 所述陷光结构按矩形周期排列于所述基底层上表面； 所述陷光结构表面设有一层金属 颗粒； 所述陷光结构之间设有金属微纳结构。 2.根据权利要求1所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述陷光结构为一凸起或者 凹槽。 3.根据权利要求2所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述凸起为圆台或者圆锥。 4.根据权利要求2所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述凹槽为矩形槽、 方形槽 或者圆形槽。 5.根据权利要求4所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述凹槽内表面与所述金属 薄膜上表面具有一不等于90 的夹角。 6.根据权利要求1所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 。

4、所述金属微纳结构由多层吸 收结构构成。 7.根据权利要求1或6所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述金属微纳结构上表 面设有密集洼坑； 所述陷光结构由介质材料制成。 8.根据权利要求1所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述基底层上表面设有一反 射薄膜。 9.根据权利要求2所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述凸起高于所述金属微纳 结构。 10.根据权利要求1所述的微纳吸收陷光结构， 其特征在于， 所述陷光结构由热膨胀材 料制成。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110376668 A 2 一种微纳吸收陷光结构 技术领域 0001 本发明涉及微纳光学技术领域， 具体涉及一种微。

5、纳吸收陷光结构。 背景技术 0002 目前对光的传播特性和光学吸收的操控一直是光学研究领域的重要课题。 近年 来， 基于微纳结构调控的高性能可集成的光学器件研究吸引了越来越多的关注。 微纳金属 结构与入射光之间相互耦合， 可以产生很多值得探究的光学特性， 但是目前大多微纳金属 结构对于入射光的吸收都比较弱， 因此， 对于微纳金属结构的吸光性进一步研究就成为了 热点问题。 发明内容 0003 为了解决现有技术中存在的问题， 本发明提供了一种微纳吸收陷光结构， 利用陷 光结构改变入射光的传播路径， 通过多次折射和散射， 将入射光线分散至金属微纳结构表 面， 从而增加入射光在金属微纳结构上的光程， 。

6、提高金属微纳结构与入射光的作用时间与 作用面积， 使金属微纳结构对于入射光吸收更强， 增强金属颗粒与金属微纳结构之间的耦 合， 产生更强的吸光特性， 从而产生强的圆二色信号和非对称传输特性。 0004 本发明通过以下技术方案实现： 一种微纳吸收陷光结构， 包括基底层， 所述基底层上表面设有陷光结构； 所述陷光结构 按矩形周期排列于所述基底层上表面； 所述陷光结构表面设有一层金属颗粒； 所述陷光结 构之间设有金属微纳结构。 0005 进一步地， 所述陷光结构为凸起或者凹槽。 0006 进一步地， 所述凸起为圆台或者圆锥。 0007 进一步地， 所述凹槽为矩形槽、 方形槽或者圆形槽。 0008 进。

7、一步地， 所述凹槽内表面与所述金属薄膜上表面具有一不等于90 的夹角。 0009 进一步地， 所述金属微纳结构由多层吸收结构构成。 0010 进一步地， 所述金属微纳结构上表面设有密集洼坑； 所述陷光结构由介质材料制 成。 0011 进一步地， 所述基底层上表面设有一反射薄膜。 0012 进一步地， 所述凸起高于所述金属微纳结构。 0013 进一步地， 所述陷光结构由热膨胀材料制成。 0014 与现有技术相比， 本发明的有益效果： 1、 本申请实施例提供了一种微纳吸收陷光结构， 利用陷光结构改变入射光的传播路 径， 通过多次折射和散射， 将入射光线分散至金属微纳结构表面， 从而增加入射光在金属。

8、微 纳结构上的光程， 提高金属微纳结构与入射光的作用时间与作用面积， 使金属微纳结构对 于入射光吸收更强， 增强金属颗粒与金属微纳结构之间的耦合， 产生更强的吸光特性， 从而 产生强的圆二色信号和非对称传输特性。 说明书 1/3 页 3 CN 110376668 A 3 0015 2、 本申请实施例微纳吸收陷光结构中陷光结构由热膨胀材料制成， 当陷光结构受 热膨胀后， 陷光结构之间的间距减小， 陷光效应也随之减弱， 本申请实施例微纳吸收陷光结 构对于入射光的吸收也随之变小， 吸收的能量减小， 产生的热量也随之减小， 从而达到实现 本实施例微纳吸收陷光结构对于温度的自调节的目的， 应用范围广， 。

9、具有很强的推广价值。 附图说明 0016 图1为本申请实施例微纳吸收陷光结构示意图； 图2为本申请实施例微纳吸收陷光结构中陷光结构的示意图。 0017 图中： 1、 基底层； 2、 陷光结构； 21、 金属颗粒； 3、 金属微纳结构。 具体实施方式 0018 下面结合具体实施例来详述本发明， 但不限于此。 0019 实施例1： 为解决目前存在的光学结构吸收弱的问题， 本实施提供了一种微纳吸收陷光结构， 如 图1所示， 包括基底层1， 所述基底层1上表面设有陷光结构2， 所述陷光结构2按矩形周期排 列于所述基底层上表面， 所述陷光结构2表面设有一层金属颗粒21， 所述陷光结构2之间设 有金属微纳。

10、结构3。 所述陷光结构2为凸起或者凹槽。 0020 具体而言： 本实施例微纳吸收陷光结构， 如图2所示， 所述陷光结构2为凸起， 所述 凸起为圆台或者圆锥， 本实施例具体为凸起， 所述凸起具体为圆台， 圆台侧表面与基底层1 之间的角度不小于30 ， 所述圆台上表面直径不大于所述圆台下表面直径的二分之一。 所述 凸起高于所述金属微纳结构3， 将入射光局域到金属微纳结构3的表面， 最大程度上增加对 于入射光的利用率。 0021 所述凹槽为矩形槽、 方形槽或者圆形槽， 所述凹槽内表面与所述金属薄膜上表面 具有一不等于90 的夹角。 从而保证照射至凹槽内表面有一定的反射角， 足以照射至金属微 纳结构3。

11、的表面， 从而增强金属微纳结构3与金属颗粒21之间的耦合， 产生更强的吸光特性。 0022 本实施例提供了一种微纳吸收陷光结构， 利用陷光结构2改变入射光的传播路径， 通过多次折射和散射， 将入射光线分散至金属微纳结构3表面， 从而增加入射光在金属微纳 结构3上的光程， 提高金属微纳结构3与入射光的作用时间与作用面积， 使金属微纳结构3对 于入射光吸收更强， 增强金属颗粒21与金属微纳结构3之间的耦合， 产生更强的吸光特性， 从而产生强的圆二色信号和非对称传输特性。 0023 所述金属微纳结构3由多层吸收结构构成。 0024 具体而言： 多层吸收结构具体为： 由下及上为第一金属层、 介质层、 。

12、第二金属层与 石墨烯层； 其中： 第一金属层周期性设有第一L形通孔； 第二金属层设有与第一金属层第一L形通孔完全 相同， 但与第一金属层第一L形通孔相互呈中心对称的第二L形通孔， 第一L形通孔与第二L 形通孔在入射光的激励下， 表面电荷振荡， 产生很强的表面激发电场， 从而达到本实施例微 纳吸收陷光结构对于入射光吸收增强的目的。 0025 此外， 多层吸收结构的表面设有石墨烯层， 石墨烯具有优异的光学、 电学、 力学特 性， 以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件， 可望透过特殊结构， 让感光能力比现有 说明书 2/3 页 4 CN 110376668 A 4 CMOS或CCD提高上千倍， 而。

13、且损耗的能源也仅需原本10%， 节省成本， 且吸光性超强， 从而进 一步提升本实施例微纳吸收陷光结构对于入射光的吸收。 0026 特别的， 本实施例所述金属微纳结构3上表面设有密集洼坑， 所述陷光结构2由介 质材料制成。 0027 金属微纳结构3上表面设有密集洼坑， 通过洼坑的漫散射效应实现对于入射光的 吸收， 将入射光聚集在金属微纳结构3的表面， 增强入射光与金属微纳结构3之间的耦合程 度， 实现对于入射光最大程度的吸收。 0028 所述基底层1与所述金属薄膜之间设有一反射薄膜， 具体的， 反射薄膜不平整的铺 于所述基底层1上， 或者反射薄膜表面粗糙， 如此而来， 当入射光照射到基底层1时，。

14、 利用反 射薄膜将入射光反射至结构表面， 大大提高入射光的利用率。 0029 具体的， 本实施例微纳吸收陷光结构中陷光结构2由热膨胀材料制成。 0030 本实施例微纳吸收陷光结构为微纳级别光学结构， 几何参数上的微小变化很容易 引起其光学特性的变化， 本实施例陷光结构2是由热膨胀材料制成， 具体为有机玻璃， 其膨 胀系数为13010-6/k， 当本实施例陷光结构2受热膨胀后， 陷光结构2之间的间距减小， 陷光 就少了， 本实施例微纳吸收陷光结构对于入射光的吸收也变小， 吸收的能量减小， 产生的热 量也随之减小， 从而保证了本实施例微纳吸收陷光结构对于温度的自调节， 应用范围广， 具 有很强的推广价值。 0031 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明， 不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。 对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明构思的前提下， 所做出的若干简单推演或替换， 都应当视为属于发明的保护 范围。 说明书 3/3 页 5 CN 110376668 A 5 图1 图2 说明书附图 1/1 页 6 CN 110376668 A 6 。