一种阵列式窄带滤光片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阵列式窄带滤光片，包括基底和相互杂化嵌套在基底上的第一光栅和第二光栅，第一光栅和第二光栅构成等离激元复合光栅，等离激元复合光栅周期为第一光栅和第二光栅的宽度之和；第一光栅沿着基底由下而上依次包括底部金属层、介质层、顶部金属层，第二光栅沿着基底由下而上依次包括介质层、顶部金属层，本发明专利技术的滤光片解决了现有等离激元滤光片高透射和窄线宽难以兼顾和较差带外抑制的问题；本发明专利技术还提供了一种阵列式窄带宽滤光片制备方法，利用该制备方法制备的滤光片具有低成本，窄线宽，弱旁峰和小型化等优异特性，在生物化学传感、气焰检测、多光谱成像等方面具有极高的应用前景和价值。

A Narrow Band Array Filter and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种阵列式窄带滤光片及其制备方法
本专利技术涉及一种多通道微纳滤光片领域，具体涉及一种阵列式窄带滤光片及其制备方法。
技术介绍
等离激元学是纳米光子学的重要分支，在现代具有深远意义。它主要研究在波长(或亚波长)下光和物质的相互作用。利用该理论制备出的等离子体超表面，其光学性质取决于结构所采纳材料的介电性质和系统的几何形状。通过精巧设计，可以自由操控作用光场的幅度，偏振，相位和能量等信息。表面等离极化激元(surfaceplasmonpolaritons)简称SPPs在该体系下无疑具有代表性，它所具备的强局域和高束缚特性，可以在大幅度限制和增强光场的同时极度压缩结构厚度，使其远远小于工作波长，甚至超越衍射极限。这有利于减小光学元件和系统的空间尺寸，进一步实现小型化和集成化。上世纪末，Ebbesen等人在Nature报道了一项关于通过亚波长孔阵列实现异常透射的开创性研究。该实验通过孔阵列的周期性调制将入射光与金属表面的自由电子相耦合，形成存在于不透明金属膜界面处的SPPs，随后将被激励的SPPs再次转换为出射光子，从而观察到特殊的反射和透射效应。这类结构突破了传统光学薄膜对于光场调控的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列式窄带滤光片，其特征在于，包括基底和相互杂化嵌套在基底上的第一光栅和第二光栅，所述第一光栅和第二光栅构成等离激元复合光栅，所述等离激元复合光栅周期为第一光栅和第二光栅的宽度之和；所述第一光栅沿着基底由下而上依次包括底部金属层、介质层、顶部金属层，所述第二光栅沿着基底由下而上依次包括介质层、顶部金属层。

【技术特征摘要】
1.一种阵列式窄带滤光片，其特征在于，包括基底和相互杂化嵌套在基底上的第一光栅和第二光栅，所述第一光栅和第二光栅构成等离激元复合光栅，所述等离激元复合光栅周期为第一光栅和第二光栅的宽度之和；所述第一光栅沿着基底由下而上依次包括底部金属层、介质层、顶部金属层，所述第二光栅沿着基底由下而上依次包括介质层、顶部金属层。2.如权利要求1所述的一种阵列式窄带滤光片，其特征在于，所述第一光栅和第二光栅的介质层、顶部金属层厚度对应相同。3.如权利要求1所述的一种阵列式窄带宽滤光片，其特征在于，所述第一光栅、第二光栅的介质层与基底材料相同，均为二氧化硅，所述第一光栅的底部金属层、顶部金属层以及第二光栅的顶部金属层所用材料均为金。4.如权利要求1所述的一种阵列式窄带宽滤光片，其特征在于，所述第一光栅的宽度为W1,第二光栅的宽度为W2，宽度占比W2/W1的范围为0.6-1.6。5.如权利要求1所述的一种阵列式窄带宽滤光片，其特征在于，所述等离激元复合光栅周期为a，a的取值范围为1.8-2.2μm。6.一种阵列式窄带滤光片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:利用有限时域差分算法和表面等离激元色散关系确定具有特定工作中心波长的等离激元复合光栅周期，进一步调谐介质层厚度和光栅宽度占比等参数达到所需要的透射率、带宽和旁峰抑制，确定等离激元复合光栅的各个参数；利用Bragg耦合和表面等离子体波数匹配原理，透射波长计算公式如下：式中λ为中心工作波长；a为等离激元复合光栅周期；εm和εd分别是金属和介质材料的介电常数，i...

【专利技术属性】
技术研发人员：高劲松，高劲柏，王笑夷，杨海贵，刘海，王延超，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22