一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，属于薄膜沉积技术领域，为了实现使用电主动调制的可以在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率的薄膜型滤波器件，本发明专利技术包括基底，在基底上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层和SiO2材料层，在基底上面的两端分别沉积Si掺杂的P型正电极区和Si掺杂的N型负电极区；P型正电极区和N型负电极区分别通过导线连接到外接偏压的正极和负极上，可以通过电主动调制在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率，具有很高的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于薄膜沉积
，具体涉及一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件。
技术介绍
近红外波段是指波长在I μ m-3 μ m的光波，在此波段工作的滤波器件被广泛应用于光通讯领域。在光通讯领域，远距离通讯是主要发展的方向之一。典型的远程收发器信号在未经放大的条件下至少能传输100公里，其目的主要是省掉昂贵的光放大器，降低光通讯的成本。基于传输距离上的考虑，很多远程收发器都选择了 1550波段(波长范围约为1530到1565nm)作为工作波段。用于光通信的通信设备体积越来越小，接口板包含的接口密度越来越高，要求光电器件向低成本、低功耗的方向发展。目前的小封装光模块也都采用低电·压3. 3v供电，保证了端口的增加不会提高系统的功耗。薄膜型滤波器件通过镀膜的方法实现所需的滤波特性，具有结构简单、厚度薄、重量轻和功耗低等特点。结构简单是指器件的功能实现只需要在基底上镀制设计好的膜层结构即可。厚度薄是指镀制的薄膜总厚度在微米尺度。重量轻是指薄膜在三维尺度上的重量和基底相比可以忽略不计。功耗低是指只需要较低的驱动电压即可实现所需的滤波特性。因此薄膜型滤波器件是一种在光通讯领域极具应用前景的滤波器件。硅是一种半导体材料，同时因为其良好的光学特性也常作为红外光学薄膜材料使用。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是针对现有技术中薄膜型滤波器进行改进，提供一种可以通过电主动调制在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率的薄膜型滤波器件。本专利技术的技术方案为一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，包括基底，在基底上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层和SiO2材料层，在基底上面的两端分别沉积Si掺杂的P型正电极区和Si掺杂的N型负电极区；P型正电极区和N型负电极区分别通过导线连接到外接偏压的正极和负极上。本专利技术提出一种新型的电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，设计原理如下利用硅材料的电学特性，提出一种结合载流子注入机制的薄膜型器件结构。利用硅材料的PIN节的特性，对硅材料进行掺杂形成P型正电极区和N型负电极区。在P型正电极区和N型负电极区之间为未进行掺杂的I区，即为近红外波段光波的光学透过窗口。当正向偏压施加在P型正电极区和N型负电极区之间，P型正电极区的空穴流向N型负电极区，N型负电极区的电子流向P型正电极区，形成正向的电流，而在I区空穴和电子形成了几乎均匀的自由载流子分布。这种自由载流子在I区的注入将引起I区中未掺杂硅的折射率的改变，进而改变I区的透过率或反射率变化，达到主动调制的目的。因此，通过对掺杂的P型正电极区、N型负电极区和未掺杂的I区进行光学和电学结构优化设计，可以获得一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件。本专利技术的有益效果本专利技术的一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，在基底上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层和SiO2材料层，在基底上面的两端分别沉积Si掺杂的P型正电极区和Si掺杂的N型负电极区，具有体积小、重量轻和结构简单的特点；P型正电极区和N型负电极区分别通过导线连接到外接偏压的正极和负极上，实现电主动调制，可以在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率，具有很高的实用价值。附图说明图I是本专利技术一种电主动调制的薄膜型滤波器件的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进一步详细说明。实施例I :如图I所示，选择石英作为基底I材料。基底I的上面中部为光学透过区，基底I的上面两侧分别为P型正电极区2和N型负电极区3。利用镀膜设备，在高真空条件下 3X10_3Pa)，按照设计的膜系，使用物理气相沉积方法在基底I上面光学透过区交替沉积物理厚度为75nm的Si材料层7和物理厚度185nm的SiO2材料层8。Si材料层7和SiO2材料层8分别为6层，沉积材料的物理厚度可以使用已有的石英晶体膜厚控制仪控制。待Si材料层7和SiO2材料层8沉积完毕后，在基底I表面一侧使用物理气相沉积的方法沉积物理厚度为1600nm的掺杂Si作为P型正电极区2，基底I表面的另一侧使用物理气相沉积物理厚度为1600nm的掺杂Si作为N型负电极区3。在P型正电极区2和N型负电极区3上分别焊接导线6连接偏压电源正极4和电源负极5。本实例的主动调制结果为对于1550nm波长的光，无偏压状态的器件透过率为33. 35%，施加I. 5V偏压作用后，器件透过率为 98. 29%ο实施例2:如图I所示，选择石英作为基底I材料。基底I的上面中部为光学透过区，基底I的上面两侧分别为P型正电极区2和N型负电极区3。利用镀膜设备，在高真空条件下 3X10_3Pa)，按照设计的膜系，使用物理气相沉积方法在基底I上面光学透过区交替沉积Si材料层7和SiO2材料层8。沉积的物理厚度为23nm, 296nm, 50nm, 193nm, 79nm, 193nm,79nm, 193nm, 79nm, 131nm, 86nm, 360nm,共12层。沉积材料的物理厚度可以使用已有的石英晶体膜厚控制仪控制。待Si材料层7和SiO2材料层8沉积完毕后，在基底I表面一侧使用物理气相沉积的方法沉积物理厚度为1764nm的掺杂Si作为P型正电极区2，基底I表面的另一侧使用物理气相沉积物理厚度为1764nm的掺杂Si作为N型负电极区3。在P型正电极区2和N型负电极区3上分别焊接导线6连接偏压电源正极4和电源负极5。本实例·的主动调制结果为对于1550nm波长的光，无偏压状态的器件透过率为46. 86%，施加I. 5V偏压作用后，器件透过率为99. 16%。权利要求1.一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，包括基底(1)，其特征是，在基底(I)上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层(7)和SiO2材料层(8)，在基底(I)上面的两侧分别沉 积Si掺杂的P型正电极区(2)和Si掺杂的N型负电极区(3) ；P型正电极区(2)和N型负电极区(3)分别通过导线(6)连接到外接偏压的正极(4)和负极(5)上。全文摘要一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，属于薄膜沉积
，为了实现使用电主动调制的可以在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率的薄膜型滤波器件，本专利技术包括基底，在基底上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层和SiO2材料层，在基底上面的两端分别沉积Si掺杂的P型正电极区和Si掺杂的N型负电极区；P型正电极区和N型负电极区分别通过导线连接到外接偏压的正极和负极上，可以通过电主动调制在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率，具有很高的实用价值。文档编号G02F1/015GK102937752SQ20121048820公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日专利技术者王彤彤, 宋琦, 高劲松 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，包括基底（1），其特征是，在基底（1）上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层（7）和SiO2材料层（8），在基底（1）上面的两侧分别沉积Si掺杂的P型正电极区（2）和Si掺杂的N型负电极区（3）；P型正电极区（2）和N型负电极区（3）分别通过导线（6）连接到外接偏压的正极（4）和负极（5）上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王彤彤，宋琦，高劲松，
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：
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