[发明专利]通信波段的热不敏感的全角度全偏振反射镜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光器件领域，特别是涉及一种通信波段的热不敏感的全角度全偏振反射镜及其制造方法。

背景技术

硅通常用作红外反射镜和窗口片的基材，透光范围为1.5～8微米，由于硅具有高热传导性能和低密度，因此经常用于制作激光反射镜。例如：1.5～8微米范围的窗口片和透镜及CO2激光和分光光度计中的反射镜。由于硅的热敏感性，在应用中其温度特性非常明显，这也是硅基光学应用的一个研究热点。美国麻省理工学院（MIT）的研究人员在参考文献Opt.Express(2010)Athermal operation of Silicon waveguides:spectral,second order and footprint dependencies,（硅波导的光谱的热不敏感性以及两级的封装）中提到在硅波导上加入聚合物实现的热不敏感的特性。并且之后，文献Group IV Photonics(GFP)9th IEEE International Conference(2012).High capacity,Photo-trimmable Athermal Silicon Waveguides（大容量的光子可调的热不敏感硅波导）和文献Optoelectronic Integrated Circuits XV,(March6,2013)“Photonic integrated circuits based on silica and polymer PLC”（基于硅和聚合物的平面光波导的集成光路）都有相关热不敏感硅波导的相关设计和实现。

另外，1998年Science报道了麻省理工学院（MIT）John D、YoelFink等人提出的一维光子晶体全方位反射镜理论。随后，美国3M公司按照一维光子晶体的设计思想，用高分子聚合物材料，最外层用聚乙烯一石脑油片制作的反射镜（3M Radiant Mirror Film），在正入射时反射带可覆盖整个可见光区和近红外区，0-90度的全角反射带为400-415nm及775-1020nm，反射率均可达到98%以上。该产品已批量生产，在应用中取得较好效果。由于其不仅可以被层压、印刷、产生浮雕效果，而且富于弹性、易于加工。最近国际著名化妆品雅诗兰黛用3M Radiant Mirror Film，在其香水瓶身诠释了材料的美丽。

公开号为US20062863961A的美国专利申请公开了一种膜系设计，它利用双折射光学薄膜具有的布鲁斯特角度要么非常大要么不存在，设计了具有高反射率的两个平面多层膜（在任何入射方向，任何偏振的情况下）获得了比较广的带宽，但是该专利并未在通信波段实现高反射。2012年太原理工大学申请专利，名称为《基于光子晶体的全可见光波段全角度反射器》，申请号为201210139917.0，其设计的膜系可以实现384～768nm全可见光波段的全角度反射，且反射率可以达到99.9%以上，但是其材料不是常见的镀膜材料，同时也无法利用在光通信波段上。

综上所述，目前的反射镜无法在通信波段实现高反射。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种通信波段的热不敏感的全角度全偏振反射镜及其制造方法，通过改变厚度尺寸比来实现不同波长的全反射，不论在可见光还是通讯波段，都能够实现全反射镜。

本发明提供一种通信波段的热不敏感的全角度全偏振反射镜，包括反射镜前膜层和反射镜基底，所述反射镜前膜层为一维光子晶体结构，它由两种介电常数不同的材料周期排列组成，其对应长度分别为h和l，其周期长度为d=h+l，光子晶体沿着Z方向的晶格常数为a，倒格子的基矢为2π/a，两种材料分别用H和L表示，其折射率分别对应为n_H以及n_L，当入射光沿Z轴方向在一维光子晶体里传播的时候，其Z轴上存在的第一布里渊区为（-π/a，π/a），相应的频谱为：

ω(k)=ckϵ(ω),]]>