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具有入射角不敏感特性的滤光片近年来吸引了众多学者的兴趣，其在显示设备等需要宽入射角的场合有潜在的应用。已有报道的实现方案包括基于二维亚波长光栅设计的滤光片，以及仿生Morpho蝴蝶翅膀鳞片上角质层形成的随机分布的“离散交替膜堆”结构。目前报道的基于二维亚波长光栅的颜色滤光片只能针对某个偏振光保持良好的入射角不敏感特性，而本文首先提出了一种在非偏振光入射情况下同样具有良好入射角不敏感特性的二维亚波长光栅设计。此外，本文也在仿生Morpho蝴蝶翅膀鳞片微结构方面做了初步探索。
本文的研究工作主要包括以下内容:
1.基于二维亚波长光栅的反射式颜色滤光片的设计。设计了一种基于二维亚波长光栅的反射式滤光片，以多晶硅作为光栅层材料，其结构单元为三角形。在非偏振光入射的情况下，设计滤光片表现出蓝紫色，峰值反射率约56％。当入射角增大到高达60°时，反射光谱参数没有显著变化。
2.探索分析了光栅结构参数以及光栅单元阵列方式对设计结构反射光谱以及角度不敏感特性的影响，并据此设计了绿色和红色的反射式颜色滤光片。
3.尝试了仿生Morpho蝴蝶翅膀鳞片上角质层构成的微结构，以制备具有角度不敏感的颜色滤光片。使用自组装技术在衬底上组装了不同粒径的二氧化硅纳米颗粒，用于实现具有一定随机粗糙度的衬底。设计了高低折射率交替的膜系来表示蝴蝶翅膀微结构上交替膜堆结构，并使用电子束蒸发的方法完成了镀膜。实验证明衬底上的微结构可以有效增大薄膜的散射，从而对滤光片的角度不敏感特性有所改善。