[發明專利]一種光學濾波器件

在審

• 申請號: 201811578300.2
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109581561A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 孟彥龍;李裔;裘燕青
• 申請（專利權）人: 杭州菲柏斯科技有限公司
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種光學濾波器件，該器件由襯底(1)、含有光學狹縫的過渡金屬氮化物(2)和光學匹配層(3)構成。通過設計各層的厚度、狹縫的寬度以及整體結構的周期性，可以實現不同波長的選擇性透過特性，并且透過光譜具有較窄的半峰寬，具有較高的波長選擇性。該器件通過低成本的過渡金屬氮化物材料實現波長選擇功能，能夠替代基于貴金屬的傳統濾波器件，有利于濾波器件的推廣應用。

技術領域

一種光學濾波器件，屬于濾波器件，特別是可用于光譜選擇、成像濾波的裝置。

背景技術

為了獲得單色光源，針對于寬譜光源采用濾光器是較為普遍的一種方法，普遍的應用于顯示器、光譜儀以及光電探測器中。濾波器是選擇性地透射不同波長的光的器件，通常在光學路徑中為平面玻璃或塑料器件，其染色或具有干涉涂層。這種濾波器多采用吸收的原理，對于非吸收光透過，非吸收光抑制，最終產生一種單色光源。但是這種方式制備的濾波器光學窗口往往比較寬。為此發展了多種基于光學衍射、等離子體共振吸收等原理的光學濾波器件?；诠鈱W衍射的光學濾波器件又稱為光柵，是一種應用較為廣泛的波長選擇元件。

基于等離子體共振吸收制備的光學濾波器因為可以在微納尺度內實現較好的波長選擇特性，因此成為近年來濾波器件發展的主要領域。表面等離子體激元是一種沿金屬與介質分界面傳輸的表面電磁波，是入射光波與金屬表面自由電子振蕩耦合的結果，其特點是場強大小沿垂直于界面兩側方向指數衰減，有很高空間居于性，通過調制納米結構尺度，從而實現對光子的控制。但是目前基于等離子體激元的光學濾波器均采用貴金屬來制備，這樣造成較高的成本。

發明內容

在本發明中針對現有技術存在的問題提出了一種光學濾波器件，以低成本的過渡金屬氮化物為等離子體產生層，通過設計狹縫間距以及光學匹配層的厚度，可以獲得具有窄線寬的濾波器件。

一種光學濾波器件，其特征在于包含了由襯底(1)、過渡金屬氮化物(2)和光學匹配層(3)，其中過渡金屬氮化物(2)制備在襯底(1)上面并且中間有寬度為W凹槽，光學匹配層(3)覆蓋在過渡金屬氮化物(2)上并將凹槽填充，整體結構沿垂直凹槽的方向以周期p排列。

作為優選，上述的一種光學濾波器件，其過渡金屬氮化物(2)為TiN、ZrN中的一種。

作為優選，上述的一種光學濾波器件，其過渡金屬氮化物(2)的厚度T2在10nm～500nm之間。

作為優選，上述的一種光學濾波器件，其襯底(1)為禁帶寬度大于4eV的介質材料；

作為優選，上述的一種光學濾波器件，其光學匹配層(3)的厚度T1在5nm～300nm之間。

作為優選，上述的一種光學濾波器件，其光學匹配層(3)的折射率在1.2～2.5之間。

作為優選，上述的一種光學濾波器件，其凹槽寬度W在5nm～300nm之間。

作為優選，上述的一種光學濾波器件，其周期p在10nm～300nm之間。

與現有技術相比，本發明具有如下優點:采用過渡金屬氮化物替代傳統貴金屬能夠降低光學濾波器的成本，通過結構設計可以簡便的實現濾波功能。

附圖說明

1.圖1為一種光學濾波器件的剖面圖。

2.圖2為一種光學濾波器件的俯視圖。

3.圖3為一種光學濾波器件具體實施例的效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖1和2對本發明中描述的一種光學濾波器件以及其使用方式作進一步詳細描述。