多層抗反射膜在兆赫波頻段之設計

A design of broadband multilayer antireflection coating in THz region

陳姿妤(Chen, Zih Yu)

指導教授 ： 張存續

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2015年)

摘要

此篇論文提出一個新的方法設計並實現多層抗反射鍍膜。多層抗反射膜各層的折射率是利用二項式響應的多級阻抗匹配決定，且利用參雜不同體積比例的高阻值矽之奈米粉末(用來合成相對高折射率的抗反射層)或空氣氣泡(用來合成相對低折射率的抗反射層)至高密度聚乙烯中來得到所需要的折射率。根據上述的方法，能針對兆赫波頻段設計出應用於矽基板的多層抗反射鍍膜。可操作的頻段範圍是介於0.250 THz到0.919 THz之間(頻寬為114.46%)，在此範圍內穿透值可高於95%以上。此結果適用於TE及TM偏振方向且入射角度範圍可適用於0°到50°。

關鍵字

多層抗反射 ； 二項式多級阻抗匹配 ； 等效介質理論

並列摘要

A new approach to design and realize a broadband multilayer anti-reflection (AR) coating is proposed in this study. The binominal multi-section transformer is employed to efficiently determine the thickness and the refractive index of each matching layer, while those layers can be further realized by doping different fraction of silicon nano powders (for relatively-high-index layers) or air pores (for relatively-low-index layers) into the low-loss HDPE polymer. Based on this scheme, we design a ten-layer AR coating for widely used silicon wafer. The designed AR coatings are double-side integrated with a 375-μm-thick silicon wafer, which is able to enhance the overall THz transmission to higher than 95.00% from 0.250 THz to 0.919 THz (114.46% bandwidth) for either TE-polarized or TM-polarized THz beam incident from arbitrary angle below 50º.

並列關鍵字

Antireflection coating ； effective medium theory ； binominal

參考文獻

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