[發明專利]一種采用單一漸變材料光柵實現導模共振濾波的方法

有效

• 申請號: 201611101092.8
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106772741B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 桑田;李俊浪;王睿;周健宇;王躍科;王繼成;王本新
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

1.一種采用單一漸變材料光柵實現導模共振濾波方法，其特征在于，在基底上鍍制一層折射率沿厚度方向遞增的光學薄膜，得到漸變折射率薄膜，通過刻蝕該漸變折射率薄膜得到導模共振光柵結構，進而得到采用單一漸變折射率薄膜的導模共振濾波器；所述方法通過選擇不同的刻蝕深度和漸變系數，調整濾波器通道位置和通道數目，實現單通道和多通道反射濾波功能；采用單一漸變折射率薄膜的導模共振濾波器能夠通過調節濾波器結構參數，比如調節光柵周期、漸變層厚度、刻蝕深度、光柵占空比、漸變系數等可以在任意波段實現TE和TM偏振的導模共振濾波；所述的漸變折射率薄膜是一個復雜的單層膜，機械性質和微觀結構在縱向上是連續變化的，沒有突變截面，應力在整個膜內是均勻分布的；所述漸變層沿膜層厚度方向的折射率由式(1)表示，其中n_gra為漸變層折射率，n₀為常數，α為漸變系數，d_gra為漸變層的厚度，0≤y≤d_gra；n_gra(y)＝n₀+αy(0≤y≤d_gra)式(1)；對于給定的漸變層厚度d_gra，通過調節漸變系數α調節漸變層折射率n_gra；對于給定的的漸變系數α，通過調節d_gra調節漸變層折射率n_gra；在漸變層厚度d_gra固定的情況下，通過調整刻蝕深度，選擇濾波器通道位置；在漸變層厚度d_gra不固定的情況下，通過降低漸變系數α來增大漸變層厚度d_gra，以增加導模共振的通道數，實現導模共振多通道濾波。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，漸變折射率薄膜采用電子束共蒸、等離子體增強化學氣象沉，或單靶濺射和雙靶共濺射的方法實現。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，刻蝕采用電子束刻蝕、離子束輔助刻蝕、或納米壓印的方法。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用TE或TM偏振光波正入射或斜入射。

5.一種導模共振濾波器，其特征在于，在基底上鍍制一層折射率沿厚度方向遞增的光學薄膜，刻蝕該漸變折射率薄膜，得到采用單一漸變折射率薄膜的導模共振濾波器。

6.根據權利要求5所述的一種導模共振濾波器，其特征在于，在漸變層厚度d_gra固定的情況下，通過調整刻蝕深度，來選擇濾波器通道位置；在漸變層厚度d_gra不固定的情況下，通過降低漸變系數α來增大漸變層厚度d_gra，以增加導模共振的通道數，實現導模共振多通道濾波。

7.根據權利要求5所述的一種導模共振濾波器，其特征在于，通過調節濾波器結構參數，包括光柵周期、漸變層厚度、刻蝕深度、光柵占空比、漸變系數實現在任意波段的TE和TM偏振的導模共振濾波。