Abstract

A hemispherical surface structure was fabricated on a sapphire substrate by utilizing a self-assembly and spin-coating process for a terahertz (THz) antireflection coating. The self-assembled glass spheres and spin-coated material led to a gradual change in the effective refractive index. The aspect ratio of the hemispherical surface structure was controlled easily by adjusting the thickness of the B-staged bisbenzocyclobutene used as a coating. The reflectance of the fabricated hemispherical surface structure, having a period of 140 μm, exhibited low reflectance and low Fabry–Perot resonance in a THz spectral range from 0.1 to 1.9 THz.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. B. Ferguson and X.-C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
    [CrossRef]
  2. B. M. Fischer, M. Hoffmann, and H. Helm, Opt. Express 13, 5205 (2005).
    [CrossRef]
  3. M. Tonouchi, Nat. Photon. 1, 97 (2007).
    [CrossRef]
  4. R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
    [CrossRef]
  5. J. W. Lee, M. A. Seo, D. J. Park, S. C. Jeoung, Q. H. Park, C. Lienau, and D. S. Kim, Opt. Express 14, 12637 (2006).
    [CrossRef]
  6. I. Hosako, Appl. Opt. 42, 4045 (2003).
    [CrossRef]
  7. A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
    [CrossRef]
  8. Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
    [CrossRef]
  9. Y. W. Chen, P. Y. Han, and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 94, 041106 (2009).
    [CrossRef]
  10. C. H. Sun, P. Jiang, and B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 92, 061112 (2008).
    [CrossRef]
  11. D. S. Kim, M. S. Park, and J. H. Jang, J. Vac. Sci. Technol. B 29, 020602 (2011).
    [CrossRef]
  12. C. Brückner, B. Pradarutti, O. Stenzel, R. Steinkopf, S. Riehemann, G. Notni, and A. Tünnermann, Opt. Express 15, 779 (2007).
    [CrossRef]
  13. L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
    [CrossRef]
  14. S. Maenosono, T. Okubo, and Y. Yamaguchi, J. Nanopart. Res. 5, 5 (2003).
    [CrossRef]

2011 (1)

D. S. Kim, M. S. Park, and J. H. Jang, J. Vac. Sci. Technol. B 29, 020602 (2011).
[CrossRef]

2009 (1)

Y. W. Chen, P. Y. Han, and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 94, 041106 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

C. H. Sun, P. Jiang, and B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 92, 061112 (2008).
[CrossRef]

2007 (3)

C. Brückner, B. Pradarutti, O. Stenzel, R. Steinkopf, S. Riehemann, G. Notni, and A. Tünnermann, Opt. Express 15, 779 (2007).
[CrossRef]

M. Tonouchi, Nat. Photon. 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (1)

2003 (3)

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

S. Maenosono, T. Okubo, and Y. Yamaguchi, J. Nanopart. Res. 5, 5 (2003).
[CrossRef]

I. Hosako, Appl. Opt. 42, 4045 (2003).
[CrossRef]

2002 (2)

B. Ferguson and X.-C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

2000 (1)

A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
[CrossRef]

Arnone, D. D.

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Berginc, G.

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

Brückner, C.

Chang, Y. H.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Chattopadhyay, S.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Chen, K. H.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Chen, L. C.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Chen, Y. W.

Y. W. Chen, P. Y. Han, and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 94, 041106 (2009).
[CrossRef]

Cole, B. E.

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Escoubas, L.

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

Ferguson, B.

B. Ferguson and X.-C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

Fischer, B. M.

Flory, F.

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

Gatesman, A. J.

A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
[CrossRef]

Giovannini, H.

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

Han, P. Y.

Y. W. Chen, P. Y. Han, and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 94, 041106 (2009).
[CrossRef]

Helm, H.

Hoffmann, M.

Hosako, I.

Hsu, C. H.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Hsu, Y. K.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Huang, Y. F.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Jang, J. H.

D. S. Kim, M. S. Park, and J. H. Jang, J. Vac. Sci. Technol. B 29, 020602 (2011).
[CrossRef]

Jen, Y. J.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Jeoung, S. C.

Ji, M.

A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
[CrossRef]

Jiang, B.

C. H. Sun, P. Jiang, and B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 92, 061112 (2008).
[CrossRef]

Jiang, P.

C. H. Sun, P. Jiang, and B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 92, 061112 (2008).
[CrossRef]

Kim, D. S.

Lee, C. S.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Lee, J. W.

Lienau, C.

Linfield, E. H.

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Liu, T. A.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Lo, H. C.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Loli, M.

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

Maenosono, S.

S. Maenosono, T. Okubo, and Y. Yamaguchi, J. Nanopart. Res. 5, 5 (2003).
[CrossRef]

Musante, C.

A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
[CrossRef]

Notni, G.

Okubo, T.

S. Maenosono, T. Okubo, and Y. Yamaguchi, J. Nanopart. Res. 5, 5 (2003).
[CrossRef]

Pan, C. L.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Park, D. J.

Park, M. S.

D. S. Kim, M. S. Park, and J. H. Jang, J. Vac. Sci. Technol. B 29, 020602 (2011).
[CrossRef]

Park, Q. H.

Peng, C. Y.

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Pepper, M.

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Pradarutti, B.

Pye, R. J.

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Riehemann, S.

Seo, M. A.

Simon, J. J.

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

Steinkopf, R.

Stenzel, O.

Sun, C. H.

C. H. Sun, P. Jiang, and B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 92, 061112 (2008).
[CrossRef]

Tonouchi, M.

M. Tonouchi, Nat. Photon. 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Tünnermann, A.

Waldman, J.

A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
[CrossRef]

Wallace, V. P.

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Woodward, R. M.

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Yamaguchi, Y.

S. Maenosono, T. Okubo, and Y. Yamaguchi, J. Nanopart. Res. 5, 5 (2003).
[CrossRef]

Yngvesson, S.

A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
[CrossRef]

Zhang, X.-C.

Y. W. Chen, P. Y. Han, and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 94, 041106 (2009).
[CrossRef]

B. Ferguson and X.-C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (2)

Y. W. Chen, P. Y. Han, and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 94, 041106 (2009).
[CrossRef]

C. H. Sun, P. Jiang, and B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 92, 061112 (2008).
[CrossRef]

IEEE Microw. Guided Wave Lett. (1)

A. J. Gatesman, J. Waldman, M. Ji, C. Musante, and S. Yngvesson, IEEE Microw. Guided Wave Lett. 10, 264 (2000).
[CrossRef]

J. Nanopart. Res. (1)

S. Maenosono, T. Okubo, and Y. Yamaguchi, J. Nanopart. Res. 5, 5 (2003).
[CrossRef]

J. Vac. Sci. Technol. B (1)

D. S. Kim, M. S. Park, and J. H. Jang, J. Vac. Sci. Technol. B 29, 020602 (2011).
[CrossRef]

Nat. Mater. (1)

B. Ferguson and X.-C. Zhang, Nat. Mater. 1, 26 (2002).
[CrossRef]

Nat. Nanotechnol. (1)

Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[CrossRef]

Nat. Photon. (1)

M. Tonouchi, Nat. Photon. 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

L. Escoubas, J. J. Simon, M. Loli, G. Berginc, F. Flory, and H. Giovannini, Opt. Commun. 226, 81 (2003).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Phys. Med. Biol. (1)

R. M. Woodward, B. E. Cole, V. P. Wallace, R. J. Pye, D. D. Arnone, E. H. Linfield, and M. Pepper, Phys. Med. Biol. 47, 3853 (2002).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Fabrication process of the hemispherical surface structure. A monolayer of a glass sphere was deposited on a substrate using a self-assembly method. After the deposition of the glass sphere monolayer, the empty space was filled up with BCB.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) SEM images of the fabricated hemispherical surface structures. (b) Cross-sectional schematic illustration and effective refractive index profiles of the fabricated hemispherical surface structures.

Fig. 3.
Fig. 3.

Surface reflectance of the bare sapphire substrate and the hemispherical surface structures: (a) simulated reflectance, (b) measured reflectance, and (c) measured reflectance including the Fabry–Perot resonance effect.

Metrics