一種寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種導(dǎo)模共振器件，特別涉及一種寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)模共振濾波器以結(jié)構(gòu)簡單，衍射效率高等優(yōu)點得到大量關(guān)注，在光開關(guān)，生物傳感器，防偽標(biāo)簽，太陽能電池用限波結(jié)構(gòu)，以及偏振器等方面有著廣泛的應(yīng)用。導(dǎo)模共振效應(yīng)是1902年Wood發(fā)現(xiàn)的一種反常光學(xué)現(xiàn)象，指衍射波與光柵結(jié)構(gòu)所支持的泄漏模之間發(fā)生耦合而引起的衍射譜的突變現(xiàn)象。而當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)(如光柵周期，光柵厚度，波導(dǎo)層厚度等)和外界條件(如入射角，入射波長，環(huán)境折射率等)發(fā)生變化時，導(dǎo)模共振濾波器具有突然快速變化其光學(xué)性質(zhì)的特性，表現(xiàn)為工作波段的移動以及帶寬的變化等現(xiàn)象。如何能在工作波段不移動的情況下，擴大帶寬，使導(dǎo)模共振濾波器運用范圍更廣更簡便，是現(xiàn)在研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型是針對現(xiàn)在的導(dǎo)模共振濾波器受外界條件變化后，工作波段會隨之移動以及帶寬的變化的問題，提出了一種寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器，在導(dǎo)模共振濾波器的光柵結(jié)構(gòu)上加上一層條形金屬線光柵，達到拓寬濾波器工作帶寬的目的。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案為:一種寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器，從上到下依次包括覆蓋層、光柵層、金屬線光柵和基底層，金屬線光柵為Z字型的金屬線光柵，敷在光柵層的每個周期光柵上。
[0005]所述金屬線光柵材料為Ag。
[0006]所述寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器光柵層折射率ηι=2.4，厚度比=23511111，光柵周期為408nm，占空比為0.39 ;基底折射率ns=l.5 ;覆蓋層的厚度為h2’=25nm，金屬線光柵厚度h4=70nm，金屬線光柵與基底的接觸長度d=138.72nm。
[0007]本實用新型的有益效果在于:本實用新型寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器，結(jié)構(gòu)比較簡單，制作工藝也較為簡單，不需要通過刻蝕等步驟，并且能夠簡單地通過加上一層線光柵結(jié)構(gòu)來拓寬其工作帶寬，具有流程簡單，結(jié)構(gòu)靈活的特點。
【附圖說明】
[0008]圖1為導(dǎo)模共振濾波器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本實用新型寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3為導(dǎo)模共振濾波器結(jié)構(gòu)的光譜圖；
[0011]圖4為本實用新型寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器結(jié)構(gòu)的光譜圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示導(dǎo)模共振濾波器結(jié)構(gòu)示意圖，濾波器的結(jié)構(gòu)從上到下依次為覆蓋層2、光柵層I和基底層3，所設(shè)計的導(dǎo)模共振濾波器覆蓋層2折射率n2=l.49，厚度h2=95nm，光柵層I折射率ηι=2.4，厚度比=23511111，光柵周期為408nm，占空比為0.39，基底折射率ns=l.5。
[0013]本實用新型寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，在導(dǎo)模共振濾波器的光柵層I結(jié)構(gòu)每個周期光柵表面加上一層“Z”字型的金屬線光柵4，改變了光柵結(jié)構(gòu)所支持的泄漏模，實現(xiàn)工作帶寬的拓寬。金屬線光柵4材料為Ag，厚度h4=70nm，覆蓋層2的厚度相應(yīng)變化為h2’ =25nm，金屬線光柵厚度加覆蓋層厚度與原導(dǎo)模共振濾波器覆蓋層厚度匕相同，光柵層I的厚度1^=1^=23511111，金屬線光柵4與基底3的接觸長度d=138.72nm。
[0014]通過軟件計算上述所設(shè)計的導(dǎo)模共振濾波器以及加上金屬線光柵以后的本實用新型結(jié)構(gòu)在400?900nm范圍的光譜，結(jié)果分別如圖3和圖4所示。圖3所示的反射光譜表明了上述參數(shù)所定義的導(dǎo)模共振濾波器結(jié)構(gòu)在改波長范圍內(nèi)的工作帶寬為76.5nm，而從圖4的結(jié)果可以知道，在加入了 Ag金屬線光柵后，其工作帶寬拓寬為95nm，同時保證工作波長的位置大致不變。
[0015]本實施方式中，所設(shè)計的導(dǎo)模共振濾波器的工作范圍在600?700nm之間，通過在光柵結(jié)構(gòu)上加上“Z”字型Ag金屬線光柵的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了 25%左右工作帶寬的拓寬。
【主權(quán)項】
1.一種寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器，其特征在于，從上到下依次包括覆蓋層、光柵層、金屬線光柵和基底層，金屬線光柵為Z字型的金屬線光柵，敷在光柵層的每個周期光柵上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器，其特征在于，所述金屬線光柵材料為Ag。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器，其特征在于，所述寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器光柵層折射率叫=2.4，厚度1^=23511111，光柵周期為408nm，占空比為0.39 ;基底折射率ns=l.5 ;覆蓋層的厚度為h2’=25nm，金屬線光柵厚度h4=70nm，金屬線光柵與基底的接觸長度d=138.72nm。
【專利摘要】本實用新型涉及一種寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器，包括從上到下依次由覆蓋層、光柵層和基底層組成的導(dǎo)模共振濾波器，在光柵層結(jié)構(gòu)表面加上一層Z字型的金屬線光柵，光柵層厚度、光柵周期、占空比不變，基底層厚度不變，覆蓋層厚度變薄，整個導(dǎo)模共振濾波器大小不變，形成寬帶寬導(dǎo)模共振濾光器。本實用新型結(jié)構(gòu)比較簡單，制作工藝也較為簡單，不需要通過刻蝕等步驟，并且能夠簡單地通過加上一層線光柵結(jié)構(gòu)來拓寬其工作帶寬，具有流程簡單，結(jié)構(gòu)靈活的特點。
【IPC分類】G02B5/20
【公開號】CN204758857
【申請?zhí)枴緾N201520445249
【發(fā)明人】李業(yè), 王 琦, 王建宇, 黃甜, 張大偉
【申請人】上海理工大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月26日