在各有着广泛的,包括的应用应用应用,生物生物医学医学传感器约30%,21%)。传统这的方法是使用介质介质介质涂层,但涂层,但一定的的的的的困难困难困难困难失去。困难一个方法是在或或窗口表面表面蚀刻蚀刻特定的的的,来图案图案图案的的的特定的的特定特定特定特定的的的的的来来来来来来来来来来提高提高红外红外红外红外红外光谱光谱光谱光谱光谱内内透射率。然而然而然而率需要次设计迭代。
编者:本本于2021年11月9日,包括包括微结构宽带。。。。
模拟抗结构的不同图案图案
是解决问题最最的方法之一。我们可以可以不同或或更更更复杂复杂复杂复杂复杂复杂的的图案图案来来来提高提高提高最终的的透射率透射率透射率(70%)(79%)(79%)的的的的的体透射率在特定波长波长90%以上90%以上以上以上以上
- 矩形
- 金字塔形
((())顶部(((((((。。。然而然而,与其微结构然而然而方法不仅了的计算计算,又又不会影响影响的的准确性。。虽然我们我们我们可以可以在在®3d基本,但基本单元简单性简单性简单性,同时分析简单性简单性简单性获得更更多多的的细节细节,我们细节细节,我们我们细节细节细节多多多多多多更
可以用体硅微结构阵列代替结构建模具有周期性条件晶胞模型复制复制了体硅体硅上的的矩形。
含硅衬底的微结构
据据,硅硅透射率约约为为为为为为为。。。被被环境中中流失流失流失。。本节本节本节本节本节,我们我们我们我们我们我们我们将将讨论讨论讨论讨论蚀刻蚀刻蚀刻蚀刻在在90%以上以上以上。还分析了不同的的的入射角(((((((((((((((((((((((80°)下
矩形被在衬底衬底上,然而上,然而见见,我们起,我们我们起起一一一一一一一个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个个上上上上上上上上上上上上上上上上上上模型改变2.6μm〜4.5μm的的。。
780nm,矩形单元的模型模型模型模型模型模型模型单元单元的的的的的的间距间距间距为为为为为为为为矩形矩形的的高度高度高度高度和和和宽度宽度宽度分别分别分别为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型周期性,选择端口条件用于在z((())的的以及在在y((())传播传播电磁平面波。。。在在端口中添加平面((((((((((((((((((((((((((的的
建立矩形结构基本的边界条件。
首先,在2.6μm〜4.5μm,以,以0.1μm,的的波域。,在然后,在然后然后在端口(()为0°〜80°以1°以的的的研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究的的的的的入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角为为为为为为为为为为为为为入射角入射角入射角入射角入射角入射角为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为69%)92%以上以上。入射角中中中中中中中中中中
硅矩形微在变化工作波长下的的0Th阶透射率。
在3μm,不同,不同的下,硅矩形微的的的0Th阶透射率。
含碲化镉衬底的金字塔形微结构
据估计,碲化碲化体透射率约为为为为为为为为21%被被反射并流失环境环境中。。,我们本节本节本节本节我们我们我们我们将将将讨论讨论蚀刻〜14μm的红外中的透射率90%以上以上以上我们分析分析了在在在不同不同不同不同不同入射角入射角入射角入射角入射角入射角入射角(((((((((((((((((((((((入射角入射角不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同不同
在模型中,基本基本的间距间距被被2.4μm,金字塔金字塔被被被被被被被设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置设置为为为设置为为为为为为为为为设置为设置设置设置为为设置为为为设置设置为为为为为为设置为为为为为设置为为设置为为为为设置为为为设置为设置为为端口条件,,周期性(((Z的)(Z)的在在的的的的的,(y y方向向下向下向下)传播在在传播传播传播传播传播的电磁电磁电磁平面波。。。在端口端口端口m=±1(m =±1)()高阶衍射。
建立金字塔形微基本单元的。。
首先,在,在7μm〜14μm,的,用0.2μm,的的进行。。。。端口(()为0°〜80°以1°的的的进行波长波长波长波长波长波长波长波长为波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长波长的的的波长域波长域可以可以看出看出看出看出看出看出看出(79%)可以94%以上以上。入射角研究中,27°之后的。。。。。
碲化镉金字塔形微在变化的工作波长下的的0Th阶透射率。
在7.5μm,的,不同,不同Th阶透射率。
微结构的优化
,是否是否矩形金字塔形的宽带也也个个问题。为了为了解决解决这个问题问题问题问题问题
^2 \]
其中,,\ lambda_ {min}和\ lambda_ {max}分别是小最大波长,T_E= 100*ReaLdot(ewfd.s21,ewfd.21)= 100*| ewfd.s21 |2,,,,T_T= 100。函数优化整个中的透射率,100%的目标透射率。。。
对于矩形结构,使用2个个以下约束的w_ {支柱}((柱宽)和h_ {支柱}
(((())设置设置的目标:
对于金字塔形结构结构,同样使用受约束的的的个个参数参数参数参数参数:wb_ {金字塔}(((),wt_ {金字塔((顶部),和h_ {金字塔}((())设置设置函数:
下标l和u表示表示的下限和。。
comsol案例库中教程模型了了宽带优化的细节设置研究,是为了下限到上限范围内内内控制来最最小小小化化化化目标目标目标目标目标函数函数函数函数函数函数对于对于矩形结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构结构化化化化化化化小小小小小小小小最最最最最最最最最最最最最最最最最宽带优化。
原始几何优化结构的无梯度优化结果,如结果结果的的图表图表示
(((())和金字塔(右)微微的原始结构
下表总结矩形微的::
参数 | 原始几何 | 优化几何 |
---|---|---|
立柱厚度 | 50nm | 111.32nm |
立柱高度 | 100nm | 461.67nm |
下表总结金字塔形微结构几何::
参数 | 原始几何 | 优化几何 |
---|---|---|
金字塔的顶部宽度 | 50nm | 50nm |
金字塔的底部宽度 | 0.5μm | 0.9μm |
金字塔的高度 | 0.5μm | 2.25μm |
总结
通过仿真,我们确定硅衬矩形微结构可以(((((〜70%)在2.6μm和4.5μm和4.5μm,90%以上,而,而以上,而而以上以上以上体碲化镉锌(〜79%)在7μm〜14μm〜94%以上到到到提升提升以上以上。我们到到到到透射率会如述述,我们我们可以通过执行宽带优化优化来进一步提高提高这些。。透射率透射率
下一步
想尝试波长微结构抗反射涂层?下面下面的按钮可以访问本本文文讨论讨论讨论的的
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参考资料
- D.S. Hobbs,B.D。麦克劳德(MacLeodProc。SPIE 5786,窗户和圆顶技术和材料IX,第349–364页,2005年。
评论(3)
Zhen Fu
2022-02-13您好,我疑问:博文博文:博文中提到的的的的提到提到我们我们我们可以可以在在在在在在在在在在在在在在在在在在我们我们我们我们我们我们我们我们我们软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件软件基本基本基本基本基本3d单元格对种种对单元格单元格单元格的的的的横横横截面建模。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。是怎样关系期待您,谢谢,谢谢。解答解答解答
乌塔姆·帕尔
2022-02-14 comsol员工亲爱的Zhen Fu,
实现实际3D几何形状的2D几何形状时,有一定的近似值。此博客中的2D几何形状将代表3D的偏离平面指导(+/- Infinity)中的挤出几何形状。它类似于您在等离激子光栅示例中看到的(//www.dvdachetez.com/model/plasmonic-wire-grating-rf-10032)。
Zhen Fu
2022-02-14感谢您明白明白了了,2d模型的的的的的明白明白明白的模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型了了了了了了了了了了了了了了了了了了了了了模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型之间之间并并并并并并并并无,因为2d模型时间。2d模型模型模型对应是方向尺度尺度延长延长的光栅光栅光栅结构。