[发明专利]渐变折射率材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备加工领域，特别是涉及一种渐变折射率材料制备方法。

背景技术

光学材料是用于光学实验和光学仪器中的具有一定光学性质和功能的材料的统称。光学材料包括无机和有机化合物，以无机物为主。按照其效能可分为两大类，即光介质材料和光功能材料。光介质材料是传输光线的材料，入射的光线经过折射、反射会改变光线的方向、相位和偏振态，还可经过吸收或散射改变光线的强度和光谱成分。光学材料在工业界中有着广泛的应用，但是由于每种材料的光学性质，特别是折射率是一定的，因此在一些特定应用中，就无法找到理想的光学性质完全满足要求的材料。

我们对真空镀膜工艺的改进，开发出渐变折射率材料。通过改变材料的结构，调整其有效折射率，从而实现其折射率渐变从最高折射率和体折射率一致，到最低有效折射率接近1。通过采用新型渐变折射率材料，可以充分满足各种应用中对光学材料折射率匹配的需求，并能够使得一些新的应用成为可能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种渐变折射率材料的制备方法，用于解决现有技术中光学材料光学性质单一、不可调节的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种渐变折射率材料制备方法，所述制备方法至少包括步骤：

提供一基底，采用掠入射角镀膜或者化学腐蚀的方式在所述基底表面镀渐变折射率层，所述渐变折射率层示意传统光学材料为基础，通过改变结构中材料与空隙的体积比，从而调节所述渐变折射率层的有效折射率。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述基底为发光二极管芯片、玻璃或者硅片。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述渐变折射率层为单层、双层或多层。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述渐变折射率层的单层厚度范围为10～1000nm。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述过渡层渐变折射率层的折射率随位置不同，呈阶梯分布或渐变分布。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述渐变折射率层呈纳米柱、纳米螺旋或者Z型纳米线结构，通过调节镀膜工艺来调节其密度、尺寸和取向。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述制备方法还包括采用掠入射角镀膜工艺在所述渐变折射率层表面制备顶盖层的步骤，所述顶盖层的厚度范围为5～200nm。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述渐变折射率材料层为介质材料或导电材料。

作为本发明渐变折射率材料制备方法的一种优化的方案，所述介质材料选自TiO₂、SiO₂、Ta₂O₃或Si₃N₄中的一种或两种的组合，所述导电材料选自ITO、FTO或掺杂的氧化锌中的一种或两种的组合。

如上所述，本发明的渐变折射率材料制备方法，包括步骤：提供一基底，采用掠入射角镀膜或者化学腐蚀方式在所述基底表面镀渐变折射率层，所述渐变折射率层是以传统光学材料为基础，通过改变结构中材料与空隙的体积比，从而调节所述渐变折射率层的有效折射率。本发明采用掠入射角镀膜的方法制备渐变折射率材料并采用该材料形成新型高效光学结构。由于采用渐变折射率材料，新型的光学结构其光学性能更好，同时能够很有效的和不同的衬底或基板集成，显著降低生产成本，提高该器件的光学性能，促进该光学结构的应用。

附图说明

图1为本发明渐变折射率材料制备方法制备的结构示意图。

图2为本发明渐变折射率材料随膜厚的变化曲线。

元件标号说明

101              基底

102，103         渐变折射率层

104              顶盖层

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。