硫化鋅表面微結構抗反射特性的理論模擬及制備

羅興，李明，毛建勇

（1 中國科學院西安光學精密機械研究所 瞬態光學與光子技術國家重點實驗室，西安 710119）

（2 中國科學院大學，北京 100049）

（3 西安交通大學 電子科學與工程學院，西安 710049）

0 引言

硫化鋅在紅外波段具有高透過性，廣泛應用于紅外探測及顯示領域［1-2］。硫化鋅在紅外波段菲涅爾反射較高［3］，致使光學窗口的反射損失很大。傳統提高透過率的方法是在硫化鋅表面鍍增透膜，但由于熱動沖擊及裝備服役期長，鍍增透膜存在易脫落的缺點［4］。此外，膜層只能在小波長范圍和特定入射角減少反射，對寬光譜、大角度入射的紅外信號減反效果有限。在本體材料上制備亞波長減反微結構［5-7］創建漸變折射率剖面以抑制表面菲涅耳反射，可以有效地放大光通過光學窗口的透射量，通過調整結構尺度、周期等參數，可以實現紅外波段寬光譜增透。然而，目前的電子束光刻［8］、反應離子蝕刻［9］、軟納米壓印［10］等亞波長微結構制造方法具有復雜的多步制造過程，不利于環境友好型的大面積高效制造。飛秒激光微加工具有非接觸式處理、可編程設計性、無掩模的獨特優勢，是一種有前景的一步加工各種材料的亞波長微結構制造方法。

在材料表面光學性能研究領域，研究人員為了設計分析亞波長抗反射結構提出了多種理論計算方法。包括等效介質理論（Effective Medium Theory，EMT）以及時域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain， FDTD）。等效介質理論在結構周期小于波長的情況下適用性更強，而嚴格耦合波法在模擬運算時計算程序過于復雜不便?！?br>