[发明专利]基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造方法及系统

权利要求书

1.一种基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造方法，其特征在于，包括：

步骤S1：选取在红外可见波段折射率稳定的氧化铝作为热辐射波导器件的基底材料，并在该基底上加工具有设定厚度的非定型硅涂层；

步骤S2：对亚波长热辐射波导器件的结构单元进行构造；

所述结构单元的形状为具有开口结构的纳米柱状结构；

步骤S3：对非定型硅涂层进行微纳米加工，制备周期性排列的结构单元，完成亚波长热辐射波导器件的加工；

步骤S4：调试入射能量的偏振方向与所述波导器件中结构单元的周期方向，使得所述波导器件具有设定传输效率；

所述波导器件具有的设定传输效率大于设定阈值；

步骤S5：获取基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件。

2.根据权利要求1所述的基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S1.1：选择平整的氧化铝玻璃片作为热辐射波导器件的基底材料，基底材料的厚度不大于1mm的标准；

步骤S1.2：通过等离子体增强化学的气相沉积法在基底上加工均匀的非定型硅层。

3.根据权利要求1所述的基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S2.1：根据工作波长对热辐射波导器件中结构单元尺寸进行构造，确定硅柱结构的半径r，激发结构单元中的零极模态；

步骤S2.2：按固定比例配置硅柱结构参数：

-所述硅柱结构的开口宽g＝r/2；

-所述硅柱结构的高度h/r在1/7～1/5之间；

-所述硅柱结构的开口方向与所述硅柱结构的周期方向的夹角为0～90°；

-周期大小a3r。

4.根据权利要求1所述的基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S3.1：在非定型硅层上旋涂光刻胶正胶，并对其进行热处理；

步骤S3.2：根据设定结构参数，利用电子束光刻在光刻胶上刻出设定图形，完成光刻胶的显影，利用丙酮去除多余的光刻胶；

步骤S3.3：对显影后的器件进行反应离子刻蚀，完成热辐射波导器件的加工。

5.根据权利要求1所述的基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

步骤S4.1：设置波导器件传输效率对热辐射偏振方向敏感；

步骤S4.2：判断传递热辐射的偏振特性，选择合适的器件与热辐射源之间的角度。

6.一种基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造系统，其特征在于，包括：

模块M1：选取在红外可见波段折射率稳定的氧化铝作为热辐射波导器件的基底材料，并在该基底上加工具有设定厚度的非定型硅涂层；

模块M2：对亚波长热辐射波导器件的结构单元进行构造；

所述结构单元的形状为具有开口结构的纳米柱状结构；

模块M3：对非定型硅涂层进行微纳米加工，制备周期性排列的结构单元，完成亚波长热辐射波导器件的加工；

模块M4：调试入射能量的偏振方向与所述波导器件中结构单元的周期方向，使得所述波导器件具有设定传输效率；

所述波导器件具有的设定传输效率大于设定阈值；

模块M5：获取基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件。

7.根据权利要求6所述的基于近场零极模态的亚波长热辐射波导器件构造系统，其特征在于，所述模块M1包括：

模块M1.1：选择平整的氧化铝玻璃片作为热辐射波导器件的基底材料，基底材料的厚度不大于1mm的标准；

模块M1.2：通过等离子体增强化学的气相沉积法在基底上加工均匀的非定型硅层。