KR20230031547A - 파장 선택성 전자기파 투과 소자 - Google Patents
파장 선택성 전자기파 투과 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230031547A KR20230031547A KR1020210113911A KR20210113911A KR20230031547A KR 20230031547 A KR20230031547 A KR 20230031547A KR 1020210113911 A KR1020210113911 A KR 1020210113911A KR 20210113911 A KR20210113911 A KR 20210113911A KR 20230031547 A KR20230031547 A KR 20230031547A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- meta
- electromagnetic wave
- wavelength selective
- wave transmission
- transmission device
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 56
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 53
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 6
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- 241001025261 Neoraja caerulea Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/002—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/02—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
Abstract
본 발명은 판상으로 형성되는 유전체 기판 및 유전체 기판의 일면에만 소정의 메타 두께로 형성되는 메타 금속층을 포함하며, 메타 금속층은 일면에서 타면으로 관통되는 메타 홀을 구비하며, 메타 홀은 메타 크기와 메타 간격으로 배열되며, 소정 파장 범위의 전자기파를 선택적으로 투과시키는 파장 선택성 전자기파 투과 소자를 개시한다.
본 발명의 파장 선택성 전자기파 투과 소자는 유전체층의 일면에만 음각의 메타 패턴을 구비하는 메타 금속층이 형성되므로 제조가 용이하고 메타 패턴이 균일하게 형성될 수 있다.
본 발명의 파장 선택성 전자기파 투과 소자는 유전체층의 일면에만 음각의 메타 패턴을 구비하는 메타 금속층이 형성되므로 제조가 용이하고 메타 패턴이 균일하게 형성될 수 있다.
Description
본 발명은 가시광선 또는 자외선 대역의 파장 범위를 갖는 전자기파를 선택적으로 투과시키는 파장 선택성 전자기파 투과 소자에 관한 것이다.
일반적으로 가시광선 또는 자외선 대역의 전자기파를 선택적으로 투과시키는 필터링 소자는 유전체의 양면에 돌출되어 형성되는 돌기 패턴을 포함하여 형성된다. 상기 돌기 패턴은 유전체의 표면에 일정한 간격으로 위치하며, 유전체의 양면에서 서로 대칭으로 위치하여야 한다. 따라서, 상기 돌기 패턴은 금속 재질의 얇은 박형으로 형성되므로, 유전체의 양면에 일정한 간격으로 균일하게 형성하는데 어려움이 있다. 또한, 상기 돌기 패턴은 유전체의 양면에 서로 대칭되도록 형성하는데 어려움이 있다. 또한, 상기 필터링 소자는 유전체의 두께가 얇기 때문에 균일한 파장 선택성을 가지도록 제조하는데 어려움이 있다.
본 발명은 제조가 용이하고, 투과시키고자 하는 파장 범위를 용이하게 선택할 수 있는 파장 선택성 전자기파 투과 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 파장 선택성 전자기파 투과 소자는 판상으로 형성되는 유전체 기판 및 상기 유전체 기판의 일면에만 소정의 메타 두께로 형성되는 메타 금속층을 포함하며, 상기 메타 금속층은 일면에서 타면으로 관통되는 메타 홀을 구비하며, 상기 메타 홀은 메타 크기와 메타 간격으로 배열되며, 소정 파장 범위의 전자기파를 선택적으로 투과시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유전체 기판은 휴즈드 실리카(fused silica), 유리, PET(polyethylene terephthalate), PMMA(polymethylmethacrylate), PS(Polystyrene) 또는 PC(polycarbonate)로 형성될 수 있다.
또한, 상기 메타 금속층은 상기 전자기파가 자외선 대역인 경우에 알루미늄, 인듐(In), 티타늄(Ti), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 납(Pb)으로 형성될 수 있다
또한, 상기 메타 금속층은 상기 전자기파가 가시광선 대역인 경우에 알루미늄, 금, 은 또는 구리로 형성될 수 있다.
또한, 상기 메타 금속층의 메타 두께는 100 ~ 500nm일 수 있다.
또한, 상기 메타 홀의 메타 크기는 100 ~ 400nm일 수 있다.
또한, 상기 메타 홀의 메타 간격은 50 ~ 150nm일 수 있다.
또한, 상기 메타 홀의 메타 간격은 상기 메타 크기의 0.5배 이하일 수 있다.
또한, 상기 메타 홀의 메타 주기는 125 ~ 600nm일 수 있다.
또한, 상기 메타 홀은 집속 이온빔 조사 방법에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명의 파장 선택성 전자기파 투과 소자는 유전체층의 일면에만 음각의 메타 패턴을 구비하는 메타 금속층이 형성되므로 제조가 용이할 수 있다.
또한, 본 발명의 파장 선택성 전자기파 투과 소자는 메타 금속층의 식각에 의하여 음각의 메타 패턴을 형성하므로 메타 패턴이 균일하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 파장 선택성 전자기파 투과 소자는 메타 홀의 메타 크기와 메타 크기 또는 메타 주기를 조절하여 투과시키고자 하는 파장 범위를 용이하게 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 선택성 전자기파 투과 소자의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 메타 금속층의 사진들이다.
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예들에서 메타 홀에 따라 투과되는 전자기파의 파장에 대한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 구체적인 실시예에서 메타 홀의 메타 크기에 따른 중앙 파장의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 구체적인 실시예에서 메타 홀의 메타 주기에 따른 피크 파장과 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 메타 금속층의 사진들이다.
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예들에서 메타 홀에 따라 투과되는 전자기파의 파장에 대한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 구체적인 실시예에서 메타 홀의 메타 크기에 따른 중앙 파장의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 구체적인 실시예에서 메타 홀의 메타 주기에 따른 피크 파장과 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택성 전자기파 투과 소자에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 선택성 전자기파 투과 소자의 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 선택성 전자기파 투과 소자의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 유전체 기판(110) 및 메타 금속층(120)을 포함할 수 있다. 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 유전체 기판(110)의 일면에만 메타 금속층(120)이 형성될 수 있다. 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 가시광선-자외선 대역에서 필요로 하는 파장 범위의 전자기파만을 선택적으로 투과시킬 수 있다.
상기 유전체 기판(110)은 소정 두께를 갖는 판상으로 형성될 수 있다. 상기 유전체 기판(110)은 필름층으로 형성될 수 있다. 상기 유전체 기판(110)은 가시광선과 자외선 대역의 전자기파를 투과시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 유전체 기판(110)은 가시광선과 자외선 대역의 전자기파를 투과시키는 유전체 재질로 형성될 수 있다. 상기 유전체 기판(110)은 상대 유전율이 1.9 ∼ 4인 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 유전체 기판(110)은 휴즈드 실리카(fused silica) 유리, PET(polyethylene terephthalate), PMMA(polymethylmethacrylate), PS(Polystyrene) 또는 PC(polycarbonate)로 형성될 수 있다. 상기 유전체 기판(110)은 자외선 대역에서 투명한 물질로 형성될 수 있다. 상기 유전체 기판(110)은 0.1 ∼ 3mm의 두께로 형성될 수 있다. 상기 유전체 기판(110)은 바람직하게는 0.5 ∼ 2.0mm의 두께로 형성된다. 다만, 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 유전체 기판(110)의 일면에만 메타 금속층(120)이 형성되므로 유전체 기판(110)의 양면에 메타 금속층(120)이 형성되는 경우와 달리 유전체 기판(110)의 두께에 영향을 상대적으로 덜 받을 수 있다.
상기 메타 금속층(120)은 메타 홀(121)을 포함할 수 있다. 상기 메타 금속층(120)(120)은 유전체 기판(110)의 일면에만 소정 두께로 형성될 수 있다. 상기 메타 금속층(120)은 유전체 기판(110)의 일면에서 전자기파가 투과하는 영역을 포함하는 영역에 형성될 수 있다.
상기 메타 금속층(120)은 전기 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 메타 금속층(120)은 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 메타 금속층(120)은 금(Ag), 은(Au) 또는 구리(Cu)와 같은 전기 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 메타 금속층(120)은 인듐(In), 티타늄(Ti), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 납(Pb)와 같은 금속으로 형성될 수 있다. 상기 메타 금속층(120)은 투과시키는 전자기파의 파장 범위에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 전자기파가 자외선 대역인 경우에, 메타 금속층(120)은 알루미늄으로 형성될 수 있다. 상기 알루미늄은 자외선 대역의 전자기파가 입사될 때 내부의 전자들이 전자기파와 반응할 수 있다. 다만, 상기 금, 은 또는 구리는 자외선 대역의 전자기파가 입사될 때 내부의 전자들이 전자기파와 반응하지 않은 것으로 확인된다. 따라서, 상기 전자기파가 자외선 대역인 경우에 인듐(In), 티타늄(Ti), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 납(Pb)과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전자기파가 가시광선 대역인 경우에, 메타 금속층(120)은 알루미늄, 금, 은 구리로 형성될 수 있다.
상기 메타 금속층(120)은 소정의 메타 두께로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 메타 금속층(120)은 100 ~ 500nm의 메타 두께로 형성될 수 있다. 상기 메타 금속층(120)은 메타 두께가 얇으면 투과 피크의 폭이 너무 넓어지거나 전자기파에 의한 플라즈모닉스의 형성이 어려워지는 문제가 있다. 또한, 상기 메타 금속층(120)은 메타 두께가 너무 두꺼우면 투과 피크의 폭이 너무 좁아지거나 입사되는 전자기파의 대부분이 반사되는 문제가 있다.
상기 메타 금속층(120)은 열 증착법 또는 스퍼터링 방법과 같은 증착 방법으로 형성될 수 있다. 상기 열 증착법은 초기 진공도 10-4torr 정도의 증기압에서 저항 열을 이용하여 증착시키고자 하는 물질을 증발시켜 증착하는 진공 증착법이다. 상기 스퍼터링 방법은 일반적으로 사용되는 방법일 수 있다. 또한, 상기 메타 금속층(120)은 박막을 형성할 수 있는 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 메타 홀(121)은 음각 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 상기 메타 홀(121)은 메타 금속층(120)의 일면에서 타면으로 관통되어 형성될 수 있다. 상기 메타 금속층(120)은 평면 형상이 원형 형상 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 다각형 형상은 사각형 형상, 오각형 형상, 또는 육각형 형상과 같은 형상일 수 있다.
상기 메타 홀(121)은 메타 크기와 메타 간격으로 배열되어 형성될 수 있다. 상기 메타 간격은 메타 주기로 표현될 수 있다. 상기 메타 크기는 메타 홀(121)이 원형 형상으로 형성되는 경우에 메타 홀(121)의 내경을 의미할 수 있다. 또한, 상기 메타 크기는 메타 홀(121)이 다각형 형상으로 형성되는 경우에 중심을 통과하는 가장 큰 폭을 의미할 수 있다. 상기 메타 크기는 100 ~ 400nm일 수 있다. 상기 메타 크기가 너무 작으면 투과 피크의 폭이 너무 좁아지거나 입사되는 전자기파의 대부분이 반사되는 문제가 있다. 또한, 상기 메타 크기가 너무 크면 투과피크의 폭이 매우 넓어지거나 대부분의 자외선이 투과되는 의 문제가 있다.
상기 메타 간격은 서로 인접하는 메타 홀(121) 사이의 간격을 의미할 수 있다. 상기 메타 간격은 인접하는 메타 홀(121) 사이에서 가장 짧은 거리일 수 있다. 예를 들면, 상기 메타 홀(121)이 원형으로 형성되는 경우에, 메타 간격은 인접하는 메타 홀(121)의 내주면 사이의 거리일 수 있다. 또한, 상기 메타 홀(121)이 사각형 형상인 경우에 인접하는 메타 홀(121)의 서로 대향하는 모서리 사이의 거리일 수 있다. 상기 메타 간격은 50 ~ 150nm일 수 있다. 상기 메타 간격이 너무 작으면 메타 홀(121)을 균일하게 형성하기 어렵거나 투과 피크가 형성되지 못하는 문제가 있다. 또한, 상기 메타 간격이 너무 크면 전지가파의 투과 효율이 낮아지는 문제가 있다.
또한, 상기 메타 간격은 메타 크기보다 작은 간격으로 형성될 수 있다. 상기 메타 간격은 바람직하게는 메타 크기의 0.5배이하일 수 있다. 예를 들면, 상기 메타 크기가 140nm인 경우에 메타 간격은 70nm일 수 있다.
상기 메타 주기는 서로 인접하는 메타 홀(121)의 중심 사이의 거리일 수 있다. 상기 메타 홀(121)의 주기는 125 ~ 600nm일 수 있다. 상기 메타 주기가 너무 작으면 메타 홀(121)을 균일하게 형성하기 어렵거나 투과 피크가 형성되지 못하는 문제가 있다. 또한, 상기 메타 주기가 너무 크면 전자기파의 투과 효율이 낮아지는 문제가 있다.
상기 메타 홀(121)은 에칭 방법, 플라즈마 식각 방법 또는 집속 이온빔 조사 방법과 같은 방법에 의하여 형성될 수 있다. 특히, 상기 메타 홀(121)은 집속 이온빔 조사 방법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 집속 이온빔 조사 방법은 메타 금속층(120)의 표면에 이온빔을 집속시켜 원하는 메타 홀(121)을 형성할 수 있다. 상기 집속 이온빔 조사 방법은 메타 홀(121)과 같은 미세 패턴을 용이하게 가공할 수 있다. 또한, 상기 집속 이온빔 조사 방법은 미세 패턴을 균일하게 형성할 수 있으며, 대면적에도 적용이 가능할 수 있다.
상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는, 기존에 유전체 기판(110)의 양면에 돌기 형상의 양각 패턴으로 형성되는 전자기파 필터링 소자와 달리, 유전체 기판(110)의 일면에만 홀 형상의 음각 패턴을 형성하므로 제조 공정이 상대적으로 간단하고, 공정 시간이 짧을 수 있다.
또한, 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 유전체 기판(110)의 일면에만 메타 패턴이 형성되므로, 기존의 전자기파 필터링 소자와 달리, 메타 패턴의 위치를 일치시킬 필요가 없다. 한편, 기존의 전자기파 필터링 소자는 유전체 기판(110)의 양면에 돌기 형상으로 양각 패턴이 형성되므로, 유전체 기판(110)의 일면과 타면에 형성되는 돌기 형상이 동일한 위치에 형성되어야 한다. 또한, 기존의 전자기파 필터링 소자는 유전체 기판(110)이 두꺼운 경우에, 유전체 기판(110)의 두께의 영향으로 일면과 타면에 형성되는 양각 패턴을 정확하게 동일한 위치에 형성하는 것이 어려울 수 있다.
상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 필요로 하는 파장 범위의 전자기파만을 선택적으로 투과시키므로, 투과형 광학 필터, 블루-레이(Blue-ray) 차단 필터등에 사용될 수 있다. 또한, 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 가시광선 대역뿐만 아니라 자외선 대역에서도 원하는 파장 범위의 전자기파를 투과시킬 수 있으므로, 고에너지(자외선, 엑스선, 감마선) 대역에서도 활용이 가능할 수 있다.
또한, 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 메타 패턴의 설계에 따라 전자기파의 투과뿐만 아니라 차폐와 흡수 조절이 가능하므로, 전자기파를 사용하는 이동 통신 분야, 레이더 분야 또는 우주 항공 전파 분야에도 적용이 가능할 수 있다.
다음은 본 발명의 파장 선택성 전자기파 투과 소자들에 대한 구체적인 실시예들에 대하여 설명한다.
본 실시예들에서는 파장 선택성 전자기파 투과 소자를 구성하는 메타 금속층(120)의 두께와 메타 홀(121)의 메타 크기 및 메타 간격에 따른 전자기파 투과 특성에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는 메타 금속층(120)의 메타 두께와 메타 홀(121)의 메타 크기와 메타 간격 또는 메타 주기를 다르게 형성하면서 전자기파 투과 특성을 평가하였다.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 메타 금속층의 사진들이다.
상기 메타 금속층(120)은 다양한 메타 두께로 이루어지며, 메타 홀(121)은 다양한 메타 크기와 메타 주기로 형성될 수 있다. 도 3의 (a)를 보면, 상기 메타 금속층(120)은 200nm의 두께로 형성된다. 또한, 상기 메타 금속층(120)의 메타 홀(121)은 대략 원형이며, 메타 크기가 140nm이며, 메타 간격이 70nm로 형성된다. 또한, 도 3의 (b)를 보면, 상기 메타 금속층(120)은 400nm의 두께로 형성된다. 또한, 상기 메타 금속층(120)의 메타 홀(121)은 대략 원형이며, 메타 크기가 170nm이며, 메타 간격이 85nm로 형성된다. 또한, 도 3의 (c)를 보면, 상기 메타 금속층(120)은 250nm의 두께로 형성된다. 또한, 상기 메타 금속층(120)의 메타 홀(121)은 대략 원형이며, 메타 크기가 220nm이며, 메타 간격이 110nm로 형성된다.
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예들에서 메타 홀에 따라 투과되는 전자기파의 파장에 대한 그래프이다.
본 실시예에 따른 파장 선택성 전자기파 투과 필터는, 표 1에서 보는 바와 같이, 메타 홀(121)의 메타 크기와 메타 간격을 달리하며, 메타 금속층(120)의 메타 두께를 달리하여 제조하였다. 표 1에서 1번과 4번과 8번의 실시예는 각각 도 3의 (a)와 (b)와 (c)의 실시예에 따른 메타 금속층(120)으로 형성되었다.
번호 | 메타 크기(nm) | 메타 간격(nm) | 메타 두께(nm) |
1 | 140 | 70 | 200 |
2 | 150 | 75 | 250 |
3 | 160 | 80 | 300 |
4 | 170 | 85 | 400 |
5 | 175 | 87.5 | 400 |
6 | 180 | 90 | 400 |
7 | 190 | 95 | 350 |
8 | 220 | 110 | 250 |
상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는, 도 4에서 보는 바와 같이, 메타 금속층(120)의 메타 두께와 메타 홀(121)의 메타 크기 및 메타 간격을 달리하여 특정 파장 범위의 전자기파를 일정 투과율 이상으로 투과시킨다. 도 4에서 x축은 파장을 나타내며, y축은 각 실시예의 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)의 투과율을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 구체적인 실시예에서 메타 홀의 메타 크기에 따른 중앙 파장의 변화를 나타내는 그래프이다.
상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는, 도 5에서 보는 바와 같이, 메타 홀(121)의 메타 크기에 따라 투과되는 파장 범위의 중간값이 증가된다. 도 5는 실제로 제조된 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)에 대한 평가 결과와 시뮬레이션 결과를 함께 도시한다. 도 5에서 보는 바와 같이 실제 평가 결과와 시뮬레이션 결과가 동일한 결과를 보이는 것을 확인할 수 있다. 도 5에서 x축은 메타 크기인 직경을 나타내며, y축은 투과되는 파장 범위의 중간값을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 구체적인 실시예에서 메타 홀의 메타 주기에 따른 피크 파장과 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다.
상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는, 도 6에서 보는 바와 같이, 메타 홀(121)의 메타 주기가 증가함에 따라 투과되는 파장의 피크 값이 감소된다. 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 메타 홀(121)의 메타 주기가 증가함에 따라 전자기파의 투과율이 감소한다. 도 5에서 x축은 메타 주기를 나타내며, 오른쪽의 y축은 투과되는 전자기파의 투과율을 나타내며, 왼쪽의 y축은 투과되는 전자기파의 피크 파장을 나타낸다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 메타 홀(121)의 메타 크기와 메타 주기 또는 메타 간격을 조절하여 특정 파장 범위의 전자기파를 선택적으로 투과시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 선택성 전자기파 투과 소자(100)는 가시광선과 자외선 대역의 파장 범위에서 선택되는 파장 범위의 전자기파를 투과시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 본 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 파장 선택성 전자기파 투과 소자
110: 유전체 기판
120: 메타 금속층
121: 메타 홀
110: 유전체 기판
120: 메타 금속층
121: 메타 홀
Claims (10)
- 판상으로 형성되는 유전체 기판 및
상기 유전체 기판의 일면에만 소정의 메타 두께로 형성되는 메타 금속층을 포함하며,
상기 메타 금속층은 일면에서 타면으로 관통되는 메타 홀을 구비하며,
상기 메타 홀은 메타 크기와 메타 간격으로 배열되며,
소정 파장 범위의 전자기파를 선택적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 유전체 기판은 휴즈드 실리카(fused silica), 유리, PET(polyethylene terephthalate), PMMA(polymethylmethacrylate), PS(Polystyrene) 또는 PC(polycarbonate)로 형성되는 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 금속층은 상기 전자기파가 자외선 대역인 경우에 알루미늄, 인듐(In), 티타늄(Ti), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 납(Pb)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 금속층은 상기 전자기파가 가시광선 대역인 경우에 알루미늄, 금, 은 또는 구리로 형성되는 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 금속층의 메타 두께는 100 ~ 500nm인 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 홀의 메타 크기는 100 ~ 400nm인 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 홀의 메타 간격은 50 ~ 150nm인 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 홀의 메타 간격은 상기 메타 크기의 0.5배 이하인 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 홀의 메타 주기는 125 ~ 600nm인 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 메타 홀은 집속 이온빔 조사 방법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 파장 선택성 전자기파 투과 소자.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210113911A KR20230031547A (ko) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 파장 선택성 전자기파 투과 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210113911A KR20230031547A (ko) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 파장 선택성 전자기파 투과 소자 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230031547A true KR20230031547A (ko) | 2023-03-07 |
Family
ID=85513161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210113911A KR20230031547A (ko) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 파장 선택성 전자기파 투과 소자 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230031547A (ko) |
-
2021
- 2021-08-27 KR KR1020210113911A patent/KR20230031547A/ko not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2307791T3 (es) | Sustrato revestido con una superficie selectiva de frecuencia. | |
CN111562685B (zh) | 一种用于红外窗口材料的智能红外光开关及制作方法 | |
US6028699A (en) | Electromagnetically shielded window, sensor system using the window, and method of manufacture | |
KR102570124B1 (ko) | 필름 적층물 및 이를 포함하는 윈도우 제조물 | |
KR101542109B1 (ko) | 다중 스펙트럼 필터 및 그 제조방법 | |
WO2016192569A2 (en) | Low emissivity glass, method for manufacturing the same and vehicle window | |
US20200333700A1 (en) | Graded Interface In Bragg Reflector | |
US11233332B2 (en) | Light absorber | |
EP1299886B1 (de) | Optisches bauelement zur frequenzselektiven reflexion im gigahertz- und terahertz-bereich | |
JP6727181B2 (ja) | 反射防止構造体およびその製造方法 | |
KR20230031547A (ko) | 파장 선택성 전자기파 투과 소자 | |
CN109931817B (zh) | 抗激光损伤自适应防护装置和应用该装置的光学探测系统 | |
JP2008507851A (ja) | 光保護層を有するチップ | |
KR102030396B1 (ko) | 복수의 구역을 포함하는 광학적으로 투명한 전자기 차폐 소자 | |
CN111025446B (zh) | 一种红外二元光学器件及电磁屏蔽网栅制备方法 | |
JP2010010612A (ja) | 電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法 | |
US20220221636A1 (en) | Energy-efficient window coatings transmissible to wireless communication signals and methods of fabricating thereof | |
JP2017181911A (ja) | 電波透過性赤外線反射積層体および閉鎖部材 | |
JP2007093804A (ja) | 紫外線/赤外線カットフィルタ、及びその製造方法 | |
KR20220058483A (ko) | 메타표면을 포함하는 이중대역 전자기파 흡수체 | |
JP4097908B2 (ja) | 電波透過性波長選択膜の製法 | |
KR102579825B1 (ko) | 투명 적외선 선택적 방사체 | |
WO2024014417A1 (ja) | 熱線反射基板及びその製造方法、並びに窓ガラス | |
CN117940389A (zh) | 玻璃体 | |
WO2023211503A2 (en) | Optically transparent glass frequency absorber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |