一种基于表面等离激元的滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于表面等离激元的滤波器，属于滤波器技术领域，能够解决现有滤波器阻带范围较窄，结构设计复杂的问题

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面等离激元的滤波器


[0001]本专利技术涉及一种基于表面等离激元的滤波器，属于滤波器

。

技术介绍

[0002]随着信息技术的快速发展，高密度光集成电路已成为近年来的研究热点之一，滤波器是电子电路中的关键元件之一，然而传统的电子滤波器不再能够满足信息处理速度快
、
损耗低的要求
。
目前，基于表面等离激元的滤波器受到人们广泛关注，表面等离激元
(Surface Plasmon Polaritons
，
SPPs)
是目前纳米光子学研究中的热点
。
表面等离激元是一种局限在介质表面的电磁模式，其存在沿着金属表面的方向上电磁场强度呈指数衰减的分量和沿着金属界面传播的分量；并且在金属界面传播的表面等离激元的波矢是大于入射光的波矢
。
并且在一定的条件下，光和表面等离激元之间可以实现能量转换
。
人们利用这一特性，可以实现在微米乃至纳米尺度的范围内对光进行操控的目的
。
基于表面等离激元的各种功能器件的研究以及相关理论成为近些年来的热点，吸引着众多科研人员的关注
。
近年来，人们提出了几种基于
MIM(Metal
‑
Insulator
‑
Metal)
波导的带阻滤波器
。
如单矩形环形谐振器
、
对称的齿形结构
、
对称的多齿形结构
。
然而这些滤波器阻带范围较窄，结构设计复杂
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于表面等离激元的滤波器，能够解决现有滤波器阻带范围较窄，结构设计复杂的问题
。
[0004]本专利技术提供了一种基于表面等离激元的滤波器，所述滤波器包括：
[0005]波导金属块；
[0006]波导凹槽，设置在所述波导金属块上
、
且贯穿所述波导金属块相对的两端；
[0007]多个弧形凹槽，均设置在所述波导凹槽的同一侧的侧壁上；
[0008]所述波导凹槽和所述弧形凹槽的槽宽均为纳米级，且沿光线传播方向，多个所述弧形凹槽的槽宽逐渐增大
。
[0009]可选的，沿光线传播方向，多个所述弧形凹槽的长度逐渐变小
。
[0010]可选的，所述弧形凹槽的侧壁为半椭圆状
。
[0011]可选的，所述波导凹槽和所述弧形凹槽内填充空气或二氧化硅
。
[0012]可选的，所述波导凹槽为矩形槽
。
[0013]可选的，所述波导凹槽的宽度为
150nm
～
250nm。
[0014]可选的，所述弧形凹槽为3个；3个所述弧形凹槽的宽度分别在
150nm
～
170nm、157nm
～
177nm
和
166nm
～
186nm
之间
。
[0015]可选的，所述弧形凹槽为3个；3个所述弧形凹槽的长度分别在
390nm
～
410nm、330nm
～
350nm
和
270nm
～
290nm
之间
。
[0016]本专利技术能产生的有益效果包括：
[0017]本专利技术提供的基于表面等离激元的滤波器，通过在波导凹槽的侧壁上设置槽宽为纳米级的多个弧形凹槽，这样使得部分波段的电磁波在传输时能够被束缚在弧形凹槽的周围，从而实现滤波目的
。
通过设置多个弧形凹槽的槽宽逐渐增大，这样可以实现较宽的阻带范围以及更好的滤波效果
。
本专利技术提供的滤波器阻带范围较宽，结构设计简单，滤波效果好
。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的基于表面等离激元的滤波器的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的滤波器进行模拟仿真时的透射谱图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的滤波器进行模拟仿真时的电场图
。
[0021]部件和附图标记列表：
[0022]1、
波导金属块；
2、
波导凹槽；
3、
第一弧形凹槽；
4、
第二弧形凹槽；
5、
第三弧形凹槽
。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例详述本专利技术，但本专利技术并不局限于这些实施例
。
[0024]本专利技术实施例提供了一种基于表面等离激元的滤波器，如图1所示，所述滤波器包括：
[0025]波导金属块
1。
该结构的材料为金属材料，所述金属可选自金
、
银
、
铝等
。
只要满足在需要的波段能支持表面等离激元的传播这一条件即可
。
[0026]在实际应用中，波导金属块1一般为矩形块
。
[0027]波导金属块1的厚度
、
宽度和长度不做严格控制，可视情况调整优化，一般大于表面等离激元在金属中的穿透深度即可
。
示例的，波导金属块1的长度
L1＝
10
μ
m
，宽度
W1＝3μ
m
，厚度
H1＝2μ
m。
[0028]波导凹槽2，设置在波导金属块1上
、
且贯穿波导金属块1相对的两端
。
[0029]参考图1所示，波导凹槽2为在波导金属块1中蚀刻的一个凹槽波导结构，该波导凹槽2内可以填充空气或二氧化硅
。
[0030]在实际应用中，波导凹槽2为矩形槽
。
波导凹槽2的宽度
W2可以在
150nm
～
250nm
之间，较佳的，宽度
W2为
200nm。
波导凹槽2的长度与波导金属块1的长度相同，具体的，其长度
L1＝
10
μ
m
；本专利技术实施例对于波导凹槽2的高度不做限定，示例的，波导凹槽2的高度
H2＝1μ
m。
[0031]多个弧形凹槽，均设置在波导凹槽2的同一侧的侧壁上；
[0032]波导凹槽2和弧形凹槽的槽宽均为纳米级，且沿光线传播方向，多个弧形凹槽的槽宽逐渐增大
。
[0033]本专利技术实施例对于弧形凹槽的设置数量不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定
。
在实际应用中，弧形凹槽可以设置1个
、
两个
、3
个或更多个
。
示例的，参考图1所示，弧形凹槽设置3个；3个弧形凹槽的槽宽逐渐增大
。
具体的，3个弧形凹槽分别记为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于表面等离激元的滤波器，其特征在于，所述滤波器包括：波导金属块；波导凹槽，设置在所述波导金属块上
、
且贯穿所述波导金属块相对的两端；多个弧形凹槽，均设置在所述波导凹槽的同一侧的侧壁上；所述波导凹槽和所述弧形凹槽的槽宽均为纳米级，且沿光线传播方向，多个所述弧形凹槽的槽宽逐渐增大
。2.
根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，沿光线传播方向，多个所述弧形凹槽的长度逐渐变小
。3.
根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述弧形凹槽的侧壁为半椭圆状
。4.
根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述波导凹槽和所述弧形凹槽内填充空气或二氧化硅
。5.
根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述波导凹槽为矩形槽
。6.
根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝阳，掌蕴东，李佳欣，靳婷，马首道，陈发强，范东明，王斌，
申请(专利权)人：光子集成温州创新研究院，
类型：发明
国别省市：