基于纳米介质球的界面反射调控

李晓红,雷洪1, 阳田,李慧娟1
1西南科技大学
Publié en 2024

当前,塑料基材表面减反射结构研究聚焦于中空二氧化硅粒子(HSP)及其与实心粒子的混合效应,利用COMSOL Multiphysics软件在可见光谱范围内探究其光学特性。研究发现,特定尺寸(100nm)的HSP结合小尺寸实心二氧化硅粒子,在六方格子排布下,通过优化树脂覆盖和粒子间距,可实现低至0.24%的平均反射率。

受Morpho蝴蝶启发,我们提出仿生纳米球结构,通过调整几何与材料参数,实现了>99%的高反射率带宽,且对入射光角度依赖小,简化结构利于非光刻方式组装,展现出在激光谐振腔和光学滤波器中的潜力。

针对柔性塑料基板,树脂锚定HSP策略提供了制造抗反射表面的新方法。通过二维仿真优化,设计了双层不等尺寸HSP结构,结合仿生与膜层折射率调节原理,实现了0.14%的超低平均反射率,具有广角抗反射特性(<60°入射角时反射率<3%)。

此外,我们模拟了氧化物纳米球单层薄膜的抗反射效应,提出了描述反射率与影响因素关系的函数,显著降低了特定条件下的玻璃反射率,为光学设备如滤光器、偏振元件和相机镜头等提供了创新思路。这些研究不仅深化了对减反射机制的理解,也为未来实验与实际应用指明了方向。