[發(fā)明專利]亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410196066.2
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN105093405B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫天玉;張寶順
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122;G02B6/124;G02B6/136;G03F7/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

1.一種亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

選定光柵層、薄膜層、襯底層的材料，并采用衍射算法優(yōu)化出各層的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所述各層的結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)使真彩元件損耗三基色的互補色而顯色；

在襯底層上通過物理沉積或化學(xué)沉積的方法按照所述結(jié)構(gòu)參數(shù)依次生長薄膜層和光柵層；

在光柵層表面涂布光刻膠；

采用激光干涉曝光或掩模板曝光在光刻膠表面形成光柵圖案；

采用光刻膠形成的光柵圖案作為掩模，刻蝕光柵層形成光柵結(jié)構(gòu)，以得到真彩元件；

所述真彩元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)采用目標函數(shù)進行優(yōu)化，目標函數(shù)為：色純度、亮度、結(jié)構(gòu)最簡單；

所述光柵層和所述薄膜層構(gòu)成光柵波導(dǎo)層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件的制作方法，其特征在于，所述衍射算法為嚴格耦合波法或傅立葉模式法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件的制作方法，其特征在于：所述襯底層為熔石英，所述薄膜層和光柵層采用多晶硅；所述熔石英的折射率為1.46，所述多晶硅的折射率為3.44，所述薄膜層的厚度為15納米，所述光柵層的周期為315納米，厚度為110納米，占寬比為0.55。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件的制作方法，其特征在于，所述真彩元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)采用目標函數(shù)進行優(yōu)化，以真彩元件的色純度作為目標函數(shù)，則目標函數(shù)表示為：

其中，A_λ是太陽光譜的能量分布函數(shù)，X_λ、Y_λ、Z_λ是太陽光的三刺激函數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件的制作方法，其特征在于，所述光柵波導(dǎo)層的結(jié)構(gòu)參數(shù)采用目標函數(shù)進行優(yōu)化，以真彩元件的亮度最大作為目標函數(shù)，則目標函數(shù)表示為：其中，A_λ是太陽光譜的能量分布函數(shù)，X_λ、Y_λ、Z_λ分別是太陽光的三刺激函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件的制作方法，其特征在于，所述光柵波導(dǎo)層的結(jié)構(gòu)參數(shù)采用目標函數(shù)進行優(yōu)化，以真彩元件的結(jié)構(gòu)最簡單作為目標函數(shù)，則目標函數(shù)表示為：H₂＝0。

7.一種亞波長光柵波導(dǎo)結(jié)構(gòu)真彩元件，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-6中任一項所述的真彩元件。