本實(shí)用新型涉及光柵設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無序子結(jié)構(gòu)光柵。適用于光譜學(xué)、集成光電器件、通信、傳感、液晶面板、太陽能電池和原子能等方面。

背景技術(shù)：

表面光學(xué)結(jié)構(gòu)如光柵、光子晶體以及其它有序和無序的光學(xué)結(jié)構(gòu)等可以調(diào)節(jié)入射光和反射光的帶寬、偏振、角度和諧振等方面的性能，從而實(shí)現(xiàn)光耦合、光脈沖整形、光濾波、光柵反射器、光抗反射器、光吸收器和光諧振器等功能，在光譜學(xué)、集成光電器件、通信、傳感、液晶面板、太陽能電池和原子能等方面具有廣泛應(yīng)用。

表面光學(xué)結(jié)構(gòu)從呈現(xiàn)的外在特征來看有三種類型：第一種是有序結(jié)構(gòu)周期性排列而成，如光柵和光子晶體等；第二種是隨機(jī)無序的表面結(jié)構(gòu)；第三種是結(jié)合整體有序和局部無序的混合結(jié)構(gòu)，即無序子結(jié)構(gòu)的長周期光柵。有序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易，制作工藝也相對成熟，但是存在角度譜和帶寬有限等問題。無序結(jié)構(gòu)可以改善角度譜和帶寬上的性能，但是無序結(jié)構(gòu)通常是在材料沉淀生長和圖形刻蝕等制造過程中因工藝誤差較大隨機(jī)得到的，對于具體怎樣設(shè)計(jì)無序結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)什么樣的無序結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步研究，難于通過系統(tǒng)的方法設(shè)計(jì)，造成其應(yīng)用受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供無序子結(jié)構(gòu)光柵。

本實(shí)用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

無序子結(jié)構(gòu)光柵，包括多個(gè)一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵，一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵包括沿X軸周期排列的周期單元，周期單元包括沿X軸排列的各不相同的若干個(gè)子結(jié)構(gòu)，各個(gè)一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元的子結(jié)構(gòu)種類相同，同一一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中各個(gè)的周期單元的結(jié)構(gòu)相同，各個(gè)一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵沿Y軸排列獲得二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵，二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵設(shè)置在光柵基質(zhì)上。

如上所述的一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵為N種，N大于等于1，N種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵沿Y軸排列構(gòu)成Y軸方向光柵周期單元，Y軸方向光柵周期單元沿Y軸周期排列獲得二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵。

如上所述的光柵基質(zhì)為非晶硅基質(zhì)。

本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

1、 無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵能繼承有序結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，獲得無序結(jié)構(gòu)在帶寬和角度等方面更強(qiáng)的操控能力，在300～1000nm的大帶寬范圍內(nèi)陷光效果比背景技術(shù)中涉及到的現(xiàn)有其他無序結(jié)構(gòu)提高了近70% 。

附圖說明

圖1是實(shí)施例2中選取的5子結(jié)構(gòu)示意圖，其中T為子結(jié)構(gòu)的周期長度。

圖2是實(shí)施例2中的一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例3中選取的5子結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實(shí)施例3中的3種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元的隨機(jī)排序的子結(jié)構(gòu)編號順序，其中（a）為無序子結(jié)構(gòu)1（第一種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元）；（b）為無序子結(jié)構(gòu)2（第二種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元）；（c）為無序子結(jié)構(gòu)3（第三種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元）。

圖5是實(shí)施例3中獲得的二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵。

在圖中，數(shù)字均為編號，并不代表部件的數(shù)字標(biāo)記。另5T指的是5個(gè)子結(jié)構(gòu)長度。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)說明：

實(shí)施例1：

無序子結(jié)構(gòu)光柵，包括多個(gè)一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵，一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵包括沿X軸周期排列的周期單元，周期單元包括沿X軸排列的各不相同的若干個(gè)子結(jié)構(gòu)，各個(gè)一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元的子結(jié)構(gòu)種類相同，同一一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中各個(gè)的周期單元的結(jié)構(gòu)相同，各個(gè)一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵沿Y軸排列獲得二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵，二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵設(shè)置在光柵基質(zhì)上。

優(yōu)選的，所述的一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵為N種，N大于等于1，N種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵沿Y軸排列構(gòu)成Y軸方向光柵周期單元，Y軸方向光柵周期單元沿Y軸周期排列獲得二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵。

優(yōu)選的，所述的光柵基質(zhì)為非晶硅基質(zhì)。

本實(shí)施例中的子結(jié)構(gòu)選自現(xiàn)有光柵的子結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例2：

如圖1～2所示，本實(shí)施例的無序子結(jié)構(gòu)光柵中，一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵為一種，一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元的子結(jié)構(gòu)依次為三角形子結(jié)構(gòu)、第三U形槽子結(jié)構(gòu)、第一U形槽子結(jié)構(gòu)、方形子結(jié)構(gòu)、第三U形槽子結(jié)構(gòu)。第一U形槽子結(jié)構(gòu)的U型槽口朝上，第二U形槽子結(jié)構(gòu)的U形槽口朝下，第三U形槽子結(jié)構(gòu)槽口朝右。一個(gè)一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵即構(gòu)成Y軸方向光柵周期單元，Y軸方向光柵周期單元沿Y軸周期排列獲得二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵。

其他與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3：

如圖3～5所示，本實(shí)施例的無序子結(jié)構(gòu)光柵中，一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵為三種：

第一種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元的子結(jié)構(gòu)依次為三角形子結(jié)構(gòu)、H形子結(jié)構(gòu)、第一U形槽子結(jié)構(gòu)、方形子結(jié)構(gòu)、第二U形槽子結(jié)構(gòu)，第一U形槽子結(jié)構(gòu)的槽口朝上、第二U形槽子結(jié)構(gòu)的槽口朝下。

第二種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元的子結(jié)構(gòu)依次為第一U形槽子結(jié)構(gòu)、H形子結(jié)構(gòu)、方形子結(jié)構(gòu)、三角形子結(jié)構(gòu)、第二U形槽子結(jié)構(gòu)，第一U形槽子結(jié)構(gòu)的槽口朝上、第二U形槽子結(jié)構(gòu)的槽口朝下。

第三種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵中的周期單元的子結(jié)構(gòu)依次為第二U形槽子結(jié)構(gòu)、三角形子結(jié)構(gòu)、方形子結(jié)構(gòu)、第一U形槽子結(jié)構(gòu)、H形子結(jié)構(gòu)，第一U形槽子結(jié)構(gòu)的槽口朝上、第二U形槽子結(jié)構(gòu)的槽口朝下。

三種一維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵沿Y軸排列構(gòu)成Y軸方向光柵周期單元，Y軸方向光柵周期單元沿Y軸周期排列獲得二維無序子結(jié)構(gòu)長周期光柵。

其他與實(shí)施例1相同。

在本實(shí)施例中，獲得的無序子結(jié)構(gòu)光柵在帶寬和角度等方面更強(qiáng)的操控能力，在300~1000nm的大帶寬范圍內(nèi)陷光效果比背景技術(shù)中涉及到的現(xiàn)有無序結(jié)構(gòu)提高了近70%。

綜上所述本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：在有序長周期結(jié)構(gòu)中引入紊亂的無序子結(jié)構(gòu)組合成混合表面結(jié)構(gòu)，能繼承有序結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，獲得無序結(jié)構(gòu)在帶寬和角度等方面更強(qiáng)的操控能力。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。