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专利号: 2022102057583
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多层膜的各向异性光吸收装置,其特征在于,所述装置包括上下依次堆叠的:第一膜堆、各向异性光学吸收材料膜层、第二膜堆;所述各向异性光学吸收材料膜层位于所述第一膜堆和第二膜堆的交界面;

所述第一膜堆包括:上下周期性堆叠的N1个第一膜组;所述第一膜组包括交替堆叠的高折射率膜层、低折射率膜层;

所述第二膜堆包括:上下周期性堆叠的N2个第二膜组;所述第二膜组包括交替堆叠的高折射率膜层、低折射率膜层;

所述第一膜组的结构为:上下依次交替堆叠的低折射率膜层、高折射率膜层、低折射率膜层;所述第二膜组的结构为:上下依次交替堆叠的高折射率膜层、低折射率膜层、高折射率膜层;

所述第一膜组和所述第二膜组的物理厚度和光学厚度相等。

2.根据权利要求1所述的各向异性光吸收装置,其特征在于,所述高折射率膜层的材料为硅Si、五氧化二钽Ta2O5、二氧化铪HfO2、硫化锌ZnS中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的各向异性光吸收装置,其特征在于,所述低折射率膜层的材料为:二氧化硅SiO2、氟化镁MgF2中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的各向异性光吸收装置,其特征在于,所述各向异性光学吸收材料膜层的材料为:α‑三氧化钼α‑MoO3或六方氮化硼hBN或黑磷BP或液晶LC。

5.一种基于多层膜的各向异性光吸收方法,其特征在于,所述各向异性光吸收方法采用权利要求1‑4任一项所述的各向异性光吸收装置,在正入射条件下实现对线偏振光各向异性光吸收。

6.一种基于多层膜各向异性光吸收实现光开关的方法,其特征在于,所述实现光开关的方法利用权利要求1‑4任一项所述的各向异性光吸收装置,通过调整入射光的偏振角,然后通过反射光谱共振吸收峰对应的反射光强度变化实现光开关的关闭和开启。

7.一种基于多层膜的各向异性光吸收装置的制备方法,其特征在于,所述方法包括:步骤1:制备第二膜堆:

采用电子束蒸发镀膜或磁控溅射镀膜,在石英或玻璃基底上沉积结构为 的第二膜堆,其中H表示高折射率材料、L表示低折射率材料,N2表示所述第二膜堆的周期数;

步骤2:制备各向异性光学吸收材料膜层:

在管式炉的坩埚中放入α‑三氧化钼α‑MoO3粉末,在保持低气压条件下加热所述α‑三氧化钼α‑MoO3粉末,通入氧气O2,将α‑三氧化钼α‑MoO3薄膜镀制到所述第二膜堆之上;

步骤3:制备第一膜堆:

采用电子束蒸发镀膜或磁控溅射镀膜,在所述第二膜堆和所述各向异性光学吸收材料膜层之上,沉积结构为 的第一膜堆,其中N1为所述第一膜堆的周期数;

所述第一膜堆中的膜组结构(L2HL)和所述第二膜堆中的膜组结构(H2LH)的物理厚度和光学厚度相等。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述制备各向异性光学吸收材料膜层的方法替换为:先采用管式炉将α‑三氧化钼α‑MoO3薄膜镀制到石英或玻璃基底上,再通过机械剥离或化学方法将所述α‑三氧化钼α‑MoO3薄膜转移到所述第二膜堆之上。