[發明專利]液晶調諧等離激元誘導透明與法布里腔雜化模式的濾波器

有效

• 申請號: 201810296566.1
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108594502B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 劉菲;任廣軍;李董;薛力芳;張楷亮
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: G02F1/1333
• 分類號: G02F1/1333
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種液晶調諧等離激元誘導透明與法布里腔雜化模式的濾波器，包括兩片各覆蓋一層氧化銦錫ITO膜的玻璃，以及組裝在兩片玻璃之間的液晶，液晶厚度為1μm，兩層ITO膜分別稱為T1膜和T2膜，T1膜的膜厚為T1＝970nm；在T1膜與玻璃之間還鍍有厚度50nm的Au膜；在T1膜上制作有周期性排布的金屬?電介質?金屬型MIM納米棒陣列；沿MIM納米棒長軸方向周期為500nm，沿其短軸方向周期為300nm，每個MIM納米棒單元的材料為Au?SiO2?Au，MIM納米棒長度為125nm，寬度為50nm，上下兩層Au厚度分別為30nm，中間SiO2厚度為20nm。

技術領域

本發明屬于光電子技術領域，涉及一種液晶調諧的濾波器

背景技術

隨著納米技術的興起，液晶作為出色的光電活性絕緣介質，逐漸開始被應用于納米光學器件的研究與制備。通常，液晶作為調制層，通過外加電場控制其分子的指向來改變其介觀相，即納米結構的介質環境，隨之改變器件的光學響應。并且電光調諧具有良好的可逆性與重復性，所以，液晶與納米結構的這種刺激—響應過程，將大大提高納米器件應用的靈活度。國內外對液晶與光子晶體、光柵、表面等離激元的耦合機理與效果進行了大量的研究，并用于光開關、濾波和導波等器件的設計與制備[G.Y.Si,Y.H.Zhao,S.P.Leong,Y.J.Liu,Liquid-crystal-enabled active plasmonics:a review,Materials,2014,7,1296-1317.]。

然而，對于金屬納米結構的局域表面等離激元共振(Localized Surface PlasmonResonance,LSPR)效應，輻射阻尼大，共振譜線寬。所以當利用液晶進行LSPR光譜的電光可調諧濾波時，光譜可調諧程度并不明顯。另一方面，利用液晶進行窄帶光譜的電光調諧，相較而言則具有一定的優勢。其中，類似量子效應中的電磁誘導透明(Electromagneticallyinduced transparency,EIT)現象，基于金屬納米結構的等離激元誘導透明(Plasmoninduced transparency,PIT)窗口與法布里-珀羅(Fabry-Perot,FP)共振模式的雜化，會產生窄帶高Q的反射/吸收譜。因此，利用液晶對其進行可見光-近紅外波段的電光調諧成為可能，并可應用于可調諧慢光傳輸等。

發明內容

本發明的目的是提供一種液晶調諧PIT與FP雜化模式的濾波器，利用液晶的電光效應，實現基于納米結構PIT與FP模式雜化的可調諧窄帶濾波。技術方案如下：

一種液晶調諧等離激元誘導透明與法布里腔雜化模式的濾波器，包括兩片各覆蓋一層氧化銦錫ITO膜的玻璃，以及組裝在兩片玻璃之間的液晶，其特征在于，液晶厚度為1μm，兩層ITO膜分別稱為T₁膜和T₂膜，T₁膜的膜厚為T₁＝970nm；在T₁膜與玻璃之間還鍍有厚度50nm的Au膜；在T₁膜上制作有周期性排布的金屬-電介質-金屬型MIM納米棒陣列；沿MIM納米棒長軸方向周期為500nm，沿其短軸方向周期為300nm，每個MIM納米棒單元的材料為Au-SiO₂-Au，MIM納米棒長度為125nm，寬度為50nm，上下兩層Au厚度分別為30nm，中間SiO₂厚度為20nm。

附圖說明

圖1液晶調諧PIT與FP雜化模式的窄帶濾波器結構示意圖

圖2電壓0V時濾波器反射譜

圖3電壓可調諧濾波器反射譜，灰度值：反射率

具體實施方式