【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光子晶体制备，涉及一种钇钡铜氧光子晶体滤波器及其制备方法。
技术介绍
1、光子晶体是一种光学纳米结构，由周期性介质结构组成。它能阻止特定频率的光传播，即光子带隙，它与光子晶体的几何结构、占空比、介质材料的介电常数差(折射率差)有关。光子晶体的几何结构对称性越差，越容易出现光子禁带；介质材料的介电常数差越大，越容易出现光子禁带。光子带隙可以分为不完全光子带隙和完全光子带隙，不完全光子带隙指某些频率的光波只在特定方向上传播，其余方向禁止传播；完全光子带隙指特定范围内的光波，无论偏振方向或传播方向如何，都禁止传播。
2、作为高温超导材料，钇钡铜氧是一种晶体化合物，是一种临界温度在92k附近的超导材料。相比于一般金属材料，高温超导材料具有优势在于其具有低介电常数，色散可以忽略，有较大的带宽。由于其介电常数受到温度、频率和磁场等的影响，使得高温超导材料对于能带具有可调谐的特性。同时，高温超导钇钡铜氧光子晶体拥有更宽的带隙，可以通过光子晶体内部结构不对称性来调控其光子带隙的变化。选择三角孔通过改变它的旋转角度来打破钇钡铜氧光子晶体的对称性，从而有效控制钇钡铜氧光子晶体光子带隙的闭合与展开。
3、光滤波器是光子技术的基本元器件之一，在光纤传感、光通信和光学信息处理方面有着广泛的应用。基于光子晶体具有光子频率禁带，频率在禁带区内的光子是不能在光子晶体中存在。因此，一块光子晶体就是一个自然的理想带阻滤波器。将钇钡铜氧材料加工成光子晶体，由于钇钡铜氧具有低介电常数与空气形成较大的介质差异，从而能够形成更宽的光子
技术实现思路
1、(一)专利技术目的
2、本专利技术的目的是：提供一种钇钡铜氧光子晶体滤波器及其制备方法，形成更宽的光子带隙，实现宽带滤波器的特性。借助于钇钡铜氧的可调谐性可以控制禁带的位置能满足不同需求的优良光子晶体滤波器。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种钇钡铜氧光子晶体滤波器，由周期性的不对称的三角孔和钇钡铜氧超导材料组成，每个周期性结构形成一个的光子晶体基本单元，每个光子晶体基本单元结构包含4个三角孔。
5、其中，光子晶体基本单元的晶格常数为700nm，其中每个三角形孔边长为210nm。
6、其中，每个光子晶体基本单元中，其中一个三角形旋转40°，在1152～1162thz内出现一条宽度约为10thz的光子禁带和在1020～1030thz内出现一条宽度约为10thz的光子禁带。
7、本专利技术还提供一种钇钡铜氧光子晶体滤波器的制备方法，其包括以下步骤：
8、s1：激光脉冲沉积钇钡铜氧薄膜，靶材为块体材料，衬底为mgo单晶；
9、s2：通过聚焦离子束刻蚀的方法对100nm的钇钡铜氧薄膜进行刻蚀，得到钇钡铜氧二维光子晶体滤波器。
10、步骤s1中，钇钡铜氧薄膜沉积时，在真空系统中，将mgo单晶衬底温度升温至600～650℃，流氧压强为25～30pa，转靶速度为1转/min，入射激光能量密度为3～5j/cm2，脉冲重复频率2～3hz，沉积时间20min。钇钡铜氧薄膜沉积结束后，从真空系统中隔离沉积腔，并向其中充氧气降至常压，然后以1℃/min降低至室温，得到钇钡铜氧薄膜。
11、步骤s2中，在氧化钇钡铜氧薄膜上，按所设计光子晶体滤波器结构进行加工，聚焦离子束加工条件：ga离子束，束流50pa，电压20kv，刻蚀时间60min。
12、(三)有益效果
13、上述技术方案所提供的钇钡铜氧光子晶体滤波器及其制备方法，光子晶体滤波器结构和制造工艺简单，适合批量生产；由于钇钡铜氧具有低介电常数与空气形成较大的介质差异，从而能够形成更宽的光子带隙，借助于钇钡铜氧的可调谐性可以控制禁带的位置能满足不同需求的优良光子晶体滤波器，实现对相应波段的覆盖，易于控制，可靠性高。
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1.一种钇钡铜氧光子晶体滤波器，其特征在于，由周期性的不对称的三角孔和钇钡铜氧超导材料组成，每个周期性结构形成一个的光子晶体基本单元，每个光子晶体基本单元结构包含4个三角孔。
2.如权利要求1所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器，其特征在于，光子晶体基本单元的晶格常数为700nm，其中每个三角形孔边长为210nm。
3.如权利要求2所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器，其特征在于，每个光子晶体基本单元中，其中一个三角形旋转40°，在1152～1162THz内出现一条宽度约为10THz的光子禁带和在1020～1030THz内出现一条宽度约为10THz的光子禁带。
4.一种基于权利要求3所述钇钡铜氧光子晶体滤波器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器制备方法，其特征在于，步骤S1中，钇钡铜氧薄膜沉积时，在真空系统中，将MgO单晶衬底温度升温至600～650℃，流氧压强为25～30Pa，转靶速度为1转/min。
6.如权利要求5所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器制备方法，其特征在于，步骤S1中，钇钡铜氧
7.如权利要求6所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器制备方法，其特征在于，步骤S1中，钇钡铜氧薄膜沉积时，沉积时间20min。
8.如权利要求7所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器制备方法，其特征在于，步骤S1中，钇钡铜氧薄膜沉积结束后，从真空系统中隔离沉积腔，并向其中充氧气降至常压，然后以1℃/min降低至室温，得到钇钡铜氧薄膜。
9.如权利要求8所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器制备方法，其特征在于，步骤S2中，在氧化钇钡铜氧薄膜上，按所设计光子晶体滤波器结构进行加工，聚焦离子束加工条件：Ga离子束，束流50pA，电压20kv，刻蚀时间60min。
10.一种基于权利要求4-9中任一项所述钇钡铜氧光子晶体滤波器制备方法在光子晶体制备技术领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钇钡铜氧光子晶体滤波器，其特征在于，由周期性的不对称的三角孔和钇钡铜氧超导材料组成，每个周期性结构形成一个的光子晶体基本单元，每个光子晶体基本单元结构包含4个三角孔。
2.如权利要求1所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器，其特征在于，光子晶体基本单元的晶格常数为700nm，其中每个三角形孔边长为210nm。
3.如权利要求2所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器，其特征在于，每个光子晶体基本单元中，其中一个三角形旋转40°，在1152～1162thz内出现一条宽度约为10thz的光子禁带和在1020～1030thz内出现一条宽度约为10thz的光子禁带。
4.一种基于权利要求3所述钇钡铜氧光子晶体滤波器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的钇钡铜氧光子晶体滤波器制备方法，其特征在于，步骤s1中，钇钡铜氧薄膜沉积时，在真空系统中，将mgo单晶衬底温度升温至600～650℃，流氧压强为25～30pa，转靶速度...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，宋海智，黄帅，徐强，陈剑，胡卫英，王飞，芦鹏飞，
申请(专利权)人：西南技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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