[發明專利]濾波范圍430～630nm的無摻雜層光子晶體光學濾波器及其制作方法

無效

• 申請號: 201210157929.6
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102645695A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 李萍;胡志剛;雷萬軍;楊曉利;宋霄薇;喬曉嵐;婁麗敏;張瑞
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術領域

本發明涉及光子晶體領域，具體涉及實現對選定頻率單色光高透過的一維光子晶體光學濾波器及其該濾波器的制作方法。?

背景技術

自1987年E.Yablonovitch在研究如何抑制自發輻射時和S.John在研究光子局域時分別獨立提出光子晶體的概念以來，光子晶體的結構、制備和量子電動力學特性研究開始備受人們關注并得到廣泛的研究。早期大部分的研究工作都是集中在二維和三維光子晶體，直到1998年?Fink?,?Winn?,?Chigrin?等人的工作才開始了一維光子晶體的研究。一維光子晶體結構簡單，易于制造，同時也具備高維光子晶體的性質，得到了廣泛的應用。?

光子晶體禁帶形成是因為其折射率嚴格周期性分布，這種嚴格的周期性結構一旦受到破壞，光子晶體的傳輸特性將發生改變。常見的一維光子晶體濾波器都是采用摻雜結構的光子晶體，有意地引入特定的摻雜缺陷改變光子晶體嚴格周期結構，由此種光子晶體制成的濾波器結構不穩定，濾波器效果不明顯，不能夠廣泛制作，并加以推廣。?

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提供采用簡單的無摻雜光子晶體結構，只是改變了一次鍍膜順序，大大降低了加工難度和對精度的要求。根據需要透過的單色光頻率選擇合適的光子晶體結構參數，實現單色光透過的濾波器，對選定頻率單色光透過率達到100%的濾波效果，采用簡單的無摻雜光子晶體結構，只是改變了一次鍍膜順序，大大降低了加工難度和對精度的要求。根據需要透過的單色光頻率選擇合適的光子晶體結構參數，實現單色光透過的濾波器，對選定頻率單色光透過率達到100%的濾波效果。?

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：濾波范圍430~630nm的無摻雜層光子晶體光學濾波器，濾波器包括光子晶體層和鏡頭玻璃，光晶晶體層設置在鏡頭玻璃表面，光子晶體層由10層A介質層和10層B介質層相互交替疊加構成（AB）₅（BA）₅型復合結構，所述的A為砷化鎵,B為二氧化硅,其中（AB）₅表示5層A介質和B介質交替疊加構成的復合介質層，其中A介質層的厚度為38.118nm，B介質層的厚度為59.9nm，該復合介質層設置在光子晶體層的內側，并與鏡頭玻璃連接；其中（AB）₅表示5層A介質和B介質交替疊加構成的復合介質層，其中A介質層的厚度為38.118nm，B介質層的厚度為59.9nm，該復合介質層設置在光子晶體層外側。?

本發明所述的A介質層的折射率為?，B介質層的折射率為，A介質層的厚度為,B介質層的厚度為，中心波長取532nm。?

濾波范圍430~630nm的無摻雜層光子晶體光學濾波器的制作方法，?

步驟一、取一個鏡頭玻璃作為基板，將基板雙面拋光，備用；

步驟二、將加工好的基板表面進行清潔化處理，采用酸性清洗液和去離子水分別清洗基板，然后將基板置于熱板上烘干，溫度65°，時間10分鐘；

步驟三、將基板放入真空鍍膜機中，在其一個表面上進行A介質的鍍膜，砷化鎵折射率，中心波長取532nm時，其鍍膜厚度為，即38.118nm，鍍膜后干燥冷卻30分鐘，然后在基板鍍有A介質膜層的表面進行B介質的鍍膜，二氧化硅的折射率，中心波長取532nm時，其鍍膜厚度為，即59.9nm，鍍膜后干燥冷卻30分鐘；

步驟四、按照步驟三的方法交替進行A介質和B介質鍍膜，直至鍍好4層A介質膜層和4層B介質膜層，在基板上形成結構為的光子晶體復合鍍膜層；

步驟五、在光子晶體結構已經鍍膜為的基板結構上繼續進行A介質砷化鎵的鍍膜，厚度為38.118nm，干燥冷卻30分鐘，在基板上形成結構為的光子晶體復合鍍膜層；

步驟六、在基板上光子晶體結構已經鍍膜為的結構上進行B介質二氧化硅的鍍膜，厚度為119.8nm，在基板上形成結構為的光子晶體復合鍍膜層；

步驟七、按照步驟三的方法交替進行A介質和B介質鍍膜，直至鍍好5層A介質膜層和4層B介質膜層，在基板上形成結構為的光子晶體復合鍍膜層，制得表面設有光子晶體結構的濾波器。

本發明的有益效果是：?

1、采用簡單的無摻雜光子晶體結構，只是改變了一次鍍膜順序，大大降低了加工難度和對精度的要求。根據需要透過的單色光頻率選擇合適的光子晶體結構參數，實現單色光透過的濾波器，對選定頻率單色光透過率達到100%的濾波效果。

2、無摻雜光子晶體結構改變了有意地引入特定的摻雜缺陷改變光子晶體嚴格周期結構，可完全制得光子晶體禁帶變化制作特定頻率的一維光子晶體濾波器。?