基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器制造技术

本发明专利技术涉及纳米光子学技术领域，具体公开了一种基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，包括介质基底、金属薄膜、同心双半圆环波导谐振腔和直线波导腔，金属薄膜设置于介质基底的上端面，金属薄膜上设置有直线波导腔，以及位于直线波导腔上侧的同心双半圆环波导谐振腔。通过构造共心双半圆环结构，使输出波导同时受到两个波导谐振腔共振模式的影响。两个波导谐振腔腔之间由于反相振荡导致电磁波发生干涉相消而产生类电磁诱导透明现象实现双模式双通道带阻滤波功能，与圆环结构和相交圆环结构相比，其滤波性能有所提升，此结构在全光窄带带阻滤波器方面具有潜在的应用前景。带阻滤波器方面具有潜在的应用前景。带阻滤波器方面具有潜在的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器


[0001]本专利技术涉及纳米光子学
，尤其涉及一种基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器。

技术介绍

[0002]随着光学技术的发展，未来的集成光学对集成密度提出了更高的要求。表面等离子体激元(SPPs)由于与金属和介质界面有很强的接合作用，可以在纳米尺度上控制光信号的传播，在亚波长光学器件和高集成度光子电路中显示出巨大的应用前景。
[0003]如今，已经有许多表面等离子体波导结构，如金属纳米颗粒波导、金属薄膜、金属
‑
绝缘体
‑
金属(MIM)板、等离子体，等离激元纳米团簇、纳米狭缝和混合布拉格波导，但其上述列举的表面等离子体波导结构的滤波性能较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，旨在提升滤波性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的一种基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，包括介质基底、金属薄膜、同心双半圆环波导谐振腔和直线波导腔，所述金属薄膜设置于所述介质基底的上端面，所述金属薄膜上设置有所述直线波导腔，以及位于所述直线波导腔上侧的所述同心双半圆环波导谐振腔。
[0006]其中，所述介质基底采用SiO2基底。
[0007]其中，所述金属薄膜采用Ag制成。
[0008]其中，所述同心双半圆环波导谐振腔包括第一半环谐振腔和第二半环谐振腔，且所述第一半环谐振腔和所述第二半环谐振腔呈共心形式上下排列。
[0009]其中，所述直线波导腔的宽度为50nm。
[0010]其中，所述直线波导腔的长度为1500nm。
[0011]其中，所述第一半环谐振腔的中心半径为120nm。
[0012]其中，所述第二半环谐振腔的中心半径为245nm。
[0013]本专利技术的基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，通过构造共心双半圆环结构，使输出波导同时受到两个波导谐振腔共振模式的影响。两个波导谐振腔腔之间由于反相振荡导致电磁波发生干涉相消而产生类电磁诱导透明现象实现双模式双通道带阻滤波功能，与圆环结构和相交圆环结构相比，其滤波性能有所提升，此结构在全光窄带带阻滤波器方面具有潜在的应用前景。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本专利技术的基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器的立体图。
[0016]图2是本专利技术的基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器的结构示意图。
[0017]图3是本专利技术的第一半环谐振腔、第二半环谐振腔和同心双半圆环波导谐振腔的透射谱线图。
[0018]图4是本专利技术的四种不同耦合距离的透射谱线图。
[0019]图5是本专利技术的模式1、模式2的透射比和半高宽与耦合距离g的关系透射谱线图。
[0020]图6是本专利技术的其他参数设置保持一致的情况下，以0.02nm的步长增加介质折射率的值，其对应的透射谱线图。
[0021]1‑
介质基底、2
‑
金属薄膜、3
‑
第一半环谐振腔、4
‑
第二半环谐振腔、5
‑
直线波导腔。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]请参阅图1至图6，本专利技术提供了一种基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，包括介质基底1、金属薄膜2、同心双半圆环波导谐振腔和直线波导腔5，所述金属薄膜2设置于所述介质基底1的上端面，所述金属薄膜2上设置有所述直线波导腔5，以及位于所述直线波导腔5上侧的所述同心双半圆环波导谐振腔。
[0024]在本实施方式中，通过构造共心双半圆环结构，使输出波导同时受到两个波导谐振腔共振模式的影响。两个波导谐振腔腔之间由于反相振荡导致电磁波发生干涉相消而产生类电磁诱导透明现象实现双模式双通道带阻滤波功能，与圆环结构和相交圆环结构相比，其滤波性能有所提升，此结构在全光窄带带阻滤波器方面具有潜在的应用前景。
[0025]进一步地，所述介质基底1采用SiO2基底。
[0026]所述金属薄膜2采用Ag制成。
[0027]所述同心双半圆环波导谐振腔包括第一半环谐振腔3和第二半环谐振腔4，且所述第一半环谐振腔3和所述第二半环谐振腔4呈共心形式上下排列。
[0028]所述直线波导腔5的宽度为50nm。
[0029]所述直线波导腔5的长度为1500nm。
[0030]所述第一半环谐振腔3的中心半径为120nm。
[0031]所述第二半环谐振腔4的中心半径为245nm。
[0032]所述同心双半圆环波导谐振腔与所述直线波导腔5之间构成边界耦合方式。
[0033]所述同心双半圆环波导谐振腔与所述直线波导腔5之间的耦合距离为20nm。
[0034]所述第一半环谐振腔3的中心半径等于所述第一半环谐振腔3的内半径与所述第一半环谐振腔3的外半径之和的二分之一。
[0035]所述第二半环谐振腔4的中心半径等于所述第二半环谐振腔4的内半径与所述第二半环谐振腔4的外半径之和的二分之一。
[0036]在本实施方式中，基于微腔结构的等离子体同心双半圆环波导滤波器，该滤波器
设置于介质基底1，包括金属薄膜2、以及开设在金属薄膜2上的同心双半圆环波导谐振腔。
[0037]入射光以TM波进入波导时，SPPs被激发后沿着波导从左往右传输，在MIM波导结构中SPPs传播时的色散关系为：
[0038][0039]式中，K
d
和K
m
可以表示为：
[0040][0041]其中，k0＝2πλ是光在自由空间的波矢，β代表SPPs的传播常数。
[0042]结构中填充的介质材料和金属材料的介电常数分别用ε
d
和ε
m
表示。
[0043]ω代表入射光的角频率，因此不同传播常数代表不同入射波长下的模式分布不同。
[0044]其结构示意图如图2所示，距离所述直线波导腔5较近的所述第一半环谐振腔3用SR3表示，位于SR3上方的另一个半环即所述第二半环谐振腔4则表示为SR4。所述第一半环谐振腔3和所述第二半环谐振腔4内及传输SPPs的所述直线波导腔5中的白色代表的是介质空气，其余灰色部分代表的是金属材料银。所述同心双半圆环波导谐振腔与所述直线波导腔5之间构成了一个边界耦合方式。初始化结构参数设置如下：传输SPPs本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，其特征在于，包括介质基底、金属薄膜、同心双半圆环波导谐振腔和直线波导腔，所述金属薄膜设置于所述介质基底的上端面，所述金属薄膜上设置有所述直线波导腔，以及位于所述直线波导腔上侧的所述同心双半圆环波导谐振腔。2.如权利要求1所述的基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，其特征在于，所述介质基底采用SiO2基底。3.如权利要求1所述的基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，其特征在于，所述金属薄膜采用Ag制成。4.如权利要求1所述的基于同侧双微腔耦合结构的波导滤波器，其特征在于，所述同心双半圆环波导谐振腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛军浩，王嘉洁，叶捷胜，骆薇羽，许川佩，朱爱军，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：