[發(fā)明專利]全介質(zhì)偏振分束片及其制作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210556048.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN114706231A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢大憨;凡流露;劉志鵬;李明;阿特耶·阿里·阿巴克;張放心;張昕昱;劉文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B27/28
• 分類號(hào): G02B27/28;G02B5/18;G03F7/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳夢(mèng)圓

本發(fā)明公開了一種全介質(zhì)偏振分束片，包括：襯底；光柵層，形成在襯底的一側(cè)，并包括通過對(duì)多層非金屬的介質(zhì)層采用納米壓印工藝形成的多條相互平行的線柵，適用于對(duì)入射光進(jìn)行偏振分光，以反射入射光的TE波，并透射入射光的TM波；其中，每條線柵的多層介質(zhì)層在厚度方向按照高、低折射率交替形式周期性堆疊形成，入射光的波長(zhǎng)在多層介質(zhì)層的濾光波長(zhǎng)范圍內(nèi)。本發(fā)明還提供一種上述的全介質(zhì)偏振分束片的制作方法。本發(fā)明提供的全介質(zhì)偏振分束片，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光的偏振分束。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的至少一種實(shí)施例涉及一種偏振分束片，尤其涉及一種全介質(zhì)偏振分束片及其制作方法。

背景技術(shù)

納米光柵是在襯底材料上形成納米尺度的周期性圖案，納米光柵作為一種重要的偏振器件，廣泛的應(yīng)用于光學(xué)產(chǎn)品中，如液晶顯示，光通信等領(lǐng)域。常見的納米光柵主要有介質(zhì)光柵和金屬光柵兩種。金屬光柵可以將入射光按不同偏振模式通過透射和反射分開，并且透射光偏振態(tài)消光比可達(dá)40dB以上，因此金屬納米光柵是一種性能優(yōu)越的偏振片。但金屬納米光柵作為偏振片使用時(shí)有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是金屬柵條具有導(dǎo)電性，不利于光電器件集成，不方便在偏振片上直接加電極引入電信號(hào)；二是金屬柵條在使用中不穩(wěn)定，容易被損壞。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種全介質(zhì)偏振分束片及其制作方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光的偏振分束的功能，并克服金屬光柵在使用過程中存在的缺陷。

本發(fā)明提供一種全介質(zhì)偏振分束片，包括：襯底；光柵層，形成在襯底的一側(cè)，包括通過對(duì)多層非金屬的介質(zhì)層采用納米壓印工藝形成的多條相互平行的線柵，適用于對(duì)入射光進(jìn)行偏振分光，以反射入射光的TE波，并透射入射光的TM波；其中，每條線柵的多層介質(zhì)層在厚度方向按照高、低折射率交替形式周期性堆疊形成，入射光的波長(zhǎng)在多層介質(zhì)層的濾光波長(zhǎng)范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光柵層的線柵的周期∧遠(yuǎn)小于入射光的波長(zhǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多層介質(zhì)層堆疊的周期數(shù)介于2至20之間。

本發(fā)明還提供一種上述的全介質(zhì)偏振分束片的制作方法，包括：在襯底上沉積多層介質(zhì)層；在多層介質(zhì)層上沉積掩膜層；在掩膜層上旋涂壓印膠層；將壓印模板覆蓋在壓印膠層上，將壓印模板的光柵圖形轉(zhuǎn)移到壓印膠層上，并去除壓印模板；利用氧氣灰化處理和濕法腐蝕法刻蝕掩膜層；利用反應(yīng)等離子刻蝕法刻蝕多層介質(zhì)層，制作得到全介質(zhì)的光柵層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在真空條件下利用化學(xué)氣相沉積法在襯底上沉積多層介質(zhì)層；其中，多層介質(zhì)層在厚度方向按照高、低折射率交替形式周期性堆疊形成。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在襯底上形成包括2種或3種按照高、低折射率交替形式周期性堆疊的介質(zhì)材料的多層介質(zhì)層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用等離子體化學(xué)氣相沉積法在多層介質(zhì)層上沉積掩膜層，掩膜層為非晶碳薄膜，厚度為50～100nm。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用氧氣灰化處理和濕法腐蝕法刻蝕掩膜層包括：利用氧氣灰化處理和濕法腐蝕液去除未被壓印膠覆蓋的掩膜層，保留被壓印膠覆蓋的掩膜層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用反應(yīng)等離子刻蝕法刻蝕多層介質(zhì)層包括：去除未被掩膜層覆蓋的多層介質(zhì)層，保留被掩膜層覆蓋的多層介質(zhì)層。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，刻蝕多層介質(zhì)層完成后，去除掩膜層；去除掩膜層包括利用等離子體灰化處理法去除非晶碳薄膜。

根據(jù)本發(fā)明上述的實(shí)施例提供的全介質(zhì)偏振分束片，采用高、低折射率交替形式周期性堆疊的多層介質(zhì)層，利用納米壓印方法制作出全介質(zhì)的光柵層，實(shí)現(xiàn)對(duì)滿足多層介質(zhì)膜的濾光波長(zhǎng)范圍的入射光的偏振分束的功能。

根據(jù)本發(fā)明上述的實(shí)施例提供的全介質(zhì)偏振分束片，不含有金屬柵條，在使用中不易損壞，而且方便在偏振片表面再加工電極。

附圖說(shuō)明