一种宽带宽导模共振滤光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导模共振器件，特别涉及一种宽带宽导模共振滤光器。
【背景技术】
[0002]导模共振滤波器以结构简单，衍射效率高等优点得到大量关注，在光开关，生物传感器，防伪标签，太阳能电池用限波结构，以及偏振器等方面有着广泛的应用。导模共振效应是1902年Wood发现的一种反常光学现象，指衍射波与光栅结构所支持的泄漏模之间发生耦合而引起的衍射谱的突变现象。而当结构参数(如光栅周期，光栅厚度，波导层厚度等)和外界条件(如入射角，入射波长，环境折射率等)发生变化时，导模共振滤波器具有突然快速变化其光学性质的特性，表现为工作波段的移动以及带宽的变化等现象。如何能在工作波段不移动的情况下，扩大带宽，使导模共振滤波器运用范围更广更简便，是现在研宄的方向。
【发明内容】
[0003]本发明是针对现在的导模共振滤波器受外界条件变化后，工作波段会随之移动以及带宽的变化的问题，提出了一种宽带宽导模共振滤光器，在导模共振滤波器的光栅结构上加上一层条形金属线光栅，达到拓宽滤波器工作带宽的目的。
[0004]本发明的技术方案为:一种宽带宽导模共振滤光器，包括从上到下依次由覆盖层、光栅层和基底层组成的导模共振滤波器，在光栅层的每一个周期光栅上加上一层Z字型的金属线光栅，光栅层厚度、光栅周期、占空比不变，基底层厚度不变，覆盖层厚度变薄，整个导模共振滤波器大小不变，形成宽带宽导模共振滤光器。
[0005]所述导模共振滤波器的工作范围在600?700nm之间。
[0006]所述金属线光栅材料为Ag。
[0007]所述宽带宽导模共振滤光器光栅层折射率叫=2.4，厚度4=23511111，光栅周期为408nm，占空比为0.39 ;基底折射率ns=l.5 ;覆盖层的厚度为h2’=25nm，金属线光栅厚度h4=70nm，金属线光栅与基底的接触长度d=138.72nm。
[0008]本发明的有益效果在于:本发明宽带宽导模共振滤光器，结构比较简单，制作工艺也较为简单，不需要通过刻蚀等步骤，并且能够简单地通过加上一层线光栅结构来拓宽其工作带宽，具有流程简单，结构灵活的特点。
【附图说明】
[0009]图1为导模共振滤波器结构示意图；
图2为本发明宽带宽导模共振滤光器结构示意图；
图3为导模共振滤波器结构的光谱图；
图4为本发明宽带宽导模共振滤光器结构的光谱图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示导模共振滤波器结构示意图，滤波器的结构从上到下依次为覆盖层2、光栅层I和基底层3，所设计的导模共振滤波器覆盖层2折射率n2=l.49，厚度h2=95nm，光栅层I折射率ηι=2.4，厚度4=23511111，光栅周期为408nm，占空比为0.39，基底折射率ns=l.5。
[0011]本发明宽带宽导模共振滤光器结构示意图如图2所示，在导模共振滤波器的光栅层I的每个周期光栅表面加上一层“Z”字型的金属线光栅4，改变了光栅结构所支持的泄漏模，实现工作带宽的拓宽。金属线光栅4材料为Ag，厚度h4=70nm，覆盖层2的厚度相应变化为h2’=25nm，金属线光栅厚度加覆盖层厚度与原导模共振滤波器覆盖层厚度h2相同，光栅层I的厚度h/ =h1=235nm,金属线光栅4与基底3的接触长度d=138.72nm?
[0012]通过软件计算上述所设计的导模共振滤波器以及加上金属线光栅以后的本发明结构在400?900nm范围的光谱，结果分别如图3和图4所示。图3所示的反射光谱表明了上述参数所定义的导模共振滤波器结构在改波长范围内的工作带宽为76.5nm，而从图4的结果可以知道，在加入了 Ag金属线光栅后，其工作带宽拓宽为95nm，同时保证工作波长的位置大致不变。
[0013]本实施方式中，所设计的导模共振滤波器的工作范围在600?700nm之间，通过在光栅结构上加上“Z”字型Ag金属线光栅的结构实现了 25%左右工作带宽的拓宽。
【主权项】
1.一种宽带宽导模共振滤光器，包括从上到下依次由覆盖层、光栅层和基底层组成的导模共振滤波器，其特征在于，在光栅层的每一个周期光栅上加上一层Z字型的金属线光栅，光栅层厚度、光栅周期、占空比不变，基底层厚度不变，覆盖层厚度变薄，整个导模共振滤波器大小不变，形成宽带宽导模共振滤光器。2.根据权利要求1所述宽带宽导模共振滤光器，其特征在于，所述导模共振滤波器的工作范围在600?700nm之间。3.根据权利要求2所述宽带宽导模共振滤光器，其特征在于，所述金属线光栅材料为Ag。4.根据权利要求3所述宽带宽导模共振滤光器，其特征在于，所述宽带宽导模共振滤光器光栅层折射率叫=2.4，厚度4=23511111，光栅周期为408nm，占空比为0.39 ;基底折射率ns=l.5 ;覆盖层的厚度Sh2’=25nm，金属线光栅厚度h4=70nm，金属线光栅与基底的接触长度d=138.72nm。
【专利摘要】本发明涉及一种宽带宽导模共振滤光器，包括从上到下依次由覆盖层、光栅层和基底层组成的导模共振滤波器，在光栅层的每一个周期光栅上加上一层Z字型的金属线光栅，光栅层厚度、光栅周期、占空比不变，基底层厚度不变，覆盖层厚度变薄，整个导模共振滤波器大小不变，形成宽带宽导模共振滤光器，结构比较简单，制作工艺也较为简单，不需要通过刻蚀等步骤，并且能够简单地通过加上一层线光栅结构来拓宽其工作带宽，具有流程简单，结构灵活的特点。
【IPC分类】G02B5/20
【公开号】CN104950367
【申请号】CN201510360215
【发明人】王 琦, 李业, 王建宇, 黄甜, 张大伟
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月26日