宽波段准全向一维光子结构的优化

我们设计、优化、制备并表征了具有高反射、准全向（角度范围 $0-60^\circ$）、宽光谱范围的多层结构。为在给定折射率对下以最小厚度增强反射率，采用了两种技术：啁啾（厚度的连续变化）与 Bragg 型子结构堆叠。数值计算采用传输矩阵法，我们优化了设计参数以在所有角度上获得不同光谱范围平均的最大反射率。我们用低折射率对比度的多孔硅介电多层膜制备了部分优化结构，并将其实测光学性质与计算比较。展示了两个厚度分别为 21.6 $\mu$m 和 60.4 $\mu$m 的啁啾结构，分别形成中心位于 1160 nm 和 1925 nm、带宽 360 nm 和 1800 nm 的准全向镜。此外，我们制备了堆叠子 Bragg 镜结构，其准全向带宽为 1800 nm（中心 1850 nm）、厚度 41.5 $\mu$m，厚度几乎为啁啾结构的三分之二。因此，我们的技术使我们能获得相对薄且在不同波长范围具宽带的准全向镜。我们的分析方法不仅可用于不同折射率对比度多层 PS 系统反射率优化，也适用于其他低折射率对比度材料系统。本研究还可用于以不同材料在大光谱区获取全向介电镜、平面聚焦反射器、热调节器，或若引入缺陷，用作宽角度无关响应的滤波器或远程化学/生物传感器。