[发明专利]渐变折射率材料分布式布拉格反射镜及其制造方法

说明书

本发明提供一种渐变折射率材料分布式布拉格反射镜及其制造方法，包括步骤：1)提供基底，在所述基底表面制备过渡层，所述过渡层下表面的折射率与所述基底的折射率匹配；过渡层的折射率分布可以是一致的、阶梯状的或渐变的；2)在所述过渡层表面制备由高折射率材料层和低折射率材料层交替重复的分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector，DBR)，其中，所述高折射率材料层和/或低折射率材料层为渐变折射率材料层；DBR也可以是一套或多套叠加。本发明采用掠入射角镀膜工艺制备渐变折射率材料，并采用该材料形成DBR结构，这种DBR结构周期少、性能高，同时可以和不同基底有效集成，显著降低生产成本，提高器件的出光效率，促进DBR的应用。

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分布式布拉格反射镜及其制造方法。

背景技术

分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector，DBR)是一种应用十分广泛的光学器件/结构。主要用于光电器件，比如半导体激光器、发光二极管(LED)，平板显示等领域。一般的光学DBR是由一种低折射率和一种高折射率多次交替组成，一层低折射率材料和一层高折射率材料组成一个周期。它可以通过多种镀膜工艺实现，而且工艺相对简单。DBR的性能主要表现在其所选择的波段范围的高反射率或高透射率。其高透射率或高反射率取决于DBR结构的设计、两种材料的折射率差异和周期数。通常而言，两种材料折射率差异越大、周期数越多，则DBR的透射率越低或反射率越高。传统的DBR一般采用两种介质材料。我们熟悉的介质材料中，高折射率材料，如TiO₂，其在可见光范围内的折射率～2.6，。低折射率材料，如SiO₂，其在可见光范围内的折射率～1.4，。这样两者之间的差异为1.2。如果低折射率材料能够接近1，难么折射率差异就会有1.6，这样会大大提高DBR的性能，降低周期数和工艺成本。

我们通过对真空镀膜工艺的改进，开发出渐变折射率材料。通过改变材料的内在结构，调整其有效折射率，从而实现其最低有效折射率接近1。通过采用新型渐变折射率材料，可以大大提高DBR的性能，降低成本。

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分布式布拉格反射镜及其制造方法，用于解决现有技术中高、低折射率材料的折射率不可调节，周期多导致镀膜时间长、成本高的问题。

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分布式布拉格反射镜的制造方法，所述制造方法至少包括步骤：

1)提供基底，在所述基底表面制备过渡层，所述过渡层下表面的折射率与所述基底的折射率匹配；

2)在所述过渡层表面制备由高折射率材料层和低折射率材料层交替重复的分布式布拉格反射镜，其中，所述高折射率材料层和/或低折射率材料层为渐变折射率材料层。

作为本发明渐变折射率材料分布式布拉格反射镜的制造方法的一种优化的方案，所述基底为发光二极管芯片或者玻璃。

作为本发明渐变折射率材料分布式布拉格反射镜的制造方法的一种优化的方案，所述过渡层由传统光学材料和/或渐变折射率材料组成。

作为本发明渐变折射率材料分布式布拉格反射镜的制造方法的一种优化的方案，所述过渡层为单层、双层、多层。

作为本发明渐变折射率材料分布式布拉格反射镜的制造方法的一种优化的方案，所述过渡层的折射率随位置不同，呈处处相等、或阶梯分布、或渐变分布。

作为本发明渐变折射率材料分布式布拉格反射镜的制造方法的一种优化的方案，所述过渡层的厚度范围为10～1000nm。