[发明专利]窄带选择性超表面辐射器及其制造方法

权利要求书

1.一种窄带选择性超表面辐射器，包括：

高温难熔金属基底；

所述高温难熔金属基底的表面具有周期排列的孔状浅微腔；

所述孔状浅微腔中具有高温难熔金属氧化物填充层。

2.根据权利要求1所述的窄带选择性超表面辐射器，其特征在于：所述高温难熔金属包括钨、钼、钽和铌中的一种或几种的组合；

所述高温难熔金属氧化物包括氧化铝、氧化铪和五氧化二钽中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的窄带选择性超表面辐射器，其特征在于：所述高温难熔金属基底的表面为平面和/或曲面；所述高温难熔金属基底的表面的粗糙度小于100nm，平整度小于5μm。

4.根据权利要求1所述的窄带选择性超表面辐射器，其特征在于：所述浅微腔的内径不大于1μm，深度为50-500nm。

5.根据权利要求1所述的窄带选择性超表面辐射器，其特征在于：所述高温难熔金属氧化物填充层的厚度与所述孔状浅微腔的深度一致，误差不超过深度的1/10。

6.权利要求1-5任一项所述的窄带选择性超表面辐射器的制造方法，包括：

以高温难熔金属作为基底，对高温难熔金属基底进行预处理，得到样片；

对样片进行光刻胶涂布，然后使用双光束激光干涉光刻对经光刻胶涂布后的样片表面进行曝光处理，双光束激光干涉光刻的两次曝光成90°，在样片的表面得到圆柱形腔正方形列阵，得到曝光处理后的样片；

对曝光处理后的样片表面进行光刻胶显影处理，得到显影处理后的样片；

对显影处理后的样片进行离子束刻蚀，将圆柱形腔正方形列阵中的圆柱形腔刻蚀成浅微腔；

使用电子束蒸发镀膜工艺在所述浅微腔中填充高温难熔金属氧化物；

洗去残留的光刻胶，得到窄带选择性超表面辐射器。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述预处理的步骤包括：

在800-2000℃的真空下加热所述高温难熔金属基底，加热完成后，斜坡冷却退火1-10h，得到前处理高温难熔金属基底；

对所述前处理高温难熔金属基底进行精密研磨和光学级抛光，直至表面粗糙度小于100nm，平整度小于5μm。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述对样片进行光刻胶涂布的步骤包括：

将RN-246lift-off负性光刻胶旋涂在样片上，旋涂时的转速为3000-10000r/min，旋涂光刻胶的厚度为0.5-2微米，旋涂完成后在50-200℃温度下烘烤30-100s。

9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，使用双光束激光干涉光刻对经光刻胶涂布后的样片表面进行曝光处理的步骤中，双光束激光的波长为200-800nm，设计结构周期为0.5-2.0μm，角度θ为1-10°。

10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，对曝光处理后的样片表面进行光刻胶显影处理的步骤包括：

对曝光处理后的样片在50-200℃环境下烘30-200s，然后用NMD-3碱性显影液显影100s后灰化100-500s；

所述灰化是在O₂等离子体灰化器中进行灰化，灰化功率为100-500W，灰化时间为100-500s。