具有深反应离子刻蚀三层抗反射结构的毫米与亚毫米波长平坦硅梯度折射率透镜
光学
2024-05-13 v2 天体物理仪器与方法
摘要
我们介绍了一种直径 100 mm 的平坦梯度折射率 (GRIN) 透镜的设计、制造和表征，该透镜由高阻硅制成，并结合了针对 160-355 GHz 优化的三层抗反射 (AR) 结构。多深度深反应离子刻蚀 (DRIE) 实现了带有亚波长结构（柱或孔）的硅晶圆图案化，以局部改变有效折射率，从而创建抗反射层和径向折射率梯度。这些结构是非谐振的，并且对于足够长的波长是消色差的。大小随距光轴距离变化的六角形孔创建了从透镜中心 3.15 到边缘 1.87 递减的抛物线折射率分布。AR 结构由方形孔和十字形柱组成。我们制造了一个由五片 525 m 厚的 GRIN 晶圆堆叠而成、且每个面各有一片 AR 晶圆的透镜。我们在 220-330 GHz 频率范围内对透镜进行了表征，获得了低至 -14 dB 的与高斯光学一致的行为，以及 75% 到 100% 之间的透射率。
引用
@article{arxiv.2401.17637,
title = {Flat silicon gradient index lens with deep reactive-ion-etched 3-layer anti-reflection structure for millimeter and submillimeter wavelengths},
author = {Fabien Defrance and Cecile Jung-Kubiak and John Gill and Sofia Rahiminejad and Theodore Macioce and Jack Sayers and Goutam Chattopadhyay and Sunil R. Golwala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.17637},
year = {2024}
}