[发明专利]一种滤波方法

说明书

本发明提供一种滤波方法，属于微纳光电子领域，该方法为：平面波从电介质层(3)的上表面垂直向下入射、并在金属膜(2)下表面出射或是平面波由金属膜(2)的下表面垂直向上入射、并在电介质层(3)的上表面透射；当平面波光束垂直入射于电介质层(3)的上表面或金属膜(2)的下表面时，相邻圆形孔产生的长程表面等离激元与方形孔产生的局域表面等离激元通过纳米狭缝(5)相互耦合，形成电磁场；该方法能够大大增强了光的透射，同时具有很好的频谱特性。

本申请是发明专利申请《一种强透射特性的等离激元波导滤波器》的分案申请。

原案申请日：2016-04-29。

原案申请号：2016102810356。

原案发明名称：一种强透射特性的等离激元波导滤波器。

技术领域

本发明涉及微纳光电子领域，具体的来说是涉及一种滤波方法。

背景技术

表面等离激元是在金属电解质表面上存在的一种特殊的电磁波模式。是在入射光的激发下金属表面的自由电子发生集体振荡所产生的。这种特殊的电磁波沿着金属表面的方向传播，并在垂直于金属表面的方向上呈指数衰减，由于其独特的表面波特性，它能够将光波约束在空间尺寸远小于其自由空间波长的区域。

光学异常透射特性表现为：当光入射到具有亚波长周期孔阵列的金属薄膜时，光的透射效率得到了极大的增强，突破了传统孔径衍射理论的限制。自1998年Ebbesen等人阐述这种光学异常透射现象以来，关于此方面的研究得到了广泛的关注，并在许多方面显现出极其广阔的应用前景，比如生物传感、光学滤波器、纳米光刻、新型光源和光学存储等，并由此产生了一些与表面等离子激元相关的光学器件。研究发现通过改变孔阵列结构的周期、金膜厚度、孔的形状、金属材料、光入射角度等参数，可以有效调节透射峰的位置，以及透射率的大小。

随着科技的发展，信息技术深刻影响和改变人类的生活方式。与此同时，对于高速信息传输及处理，人们也有了更高的要求。而这依赖于速度更高，体积更小的信息处理系统。人们迫切期望能够找到一种可以携带更多数据容量，并且轻便、高速的媒介来传输信息。于是，光子互连器件，如光纤，成为了研究的焦点。而滤波器因其选频特性在信息传输中扮演着重要的角色，传统的波导滤波器其尺寸大约是微电子元器件的100倍。正是由于尺寸上的不匹配，使两者很难集成于同一回路，因此制约了基于光子回路信息系统的发展。同时由于传统的波导滤波器透射率不高，因此迫切需要研究一种体积更小、透射率更高的波导滤波器。

发明内容

本发明需要解决的是传统的波导滤波器透射率不高和尺寸大的问题，提供一种滤波方法。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种强透射特性的等离激元波导滤波器，包括光纤衬底、金属膜和电介质层，光纤衬底设置在金属膜的正下方，电介质层铺设在金属膜的上表面，金属膜上均匀排列设置有N个单位孔阵列结构，其中，每个单位孔阵列结构的中心设置有一个纳米狭缝；纳米狭缝包括一个方形孔和四个圆形孔；方形孔和四个圆形孔形成花朵形；其中两个圆形孔与方形孔两边相连接，水平设置，两个圆形孔圆心与方形孔中心在一条直线上，关于方形孔对称；另外两个圆形孔与方形孔另外两边相连接，竖直设置，另外两个圆形孔圆心与方形孔中心在一条直线上，关于方形孔对称；每个圆形孔均与其中两个圆形孔两两相连接，并且每个圆形孔均与方形孔相连接；纳米狭缝贯通于金属膜和电介质层的上下表面。

为了使加工简易，上述方案中，优选的是单位孔阵列结构为正方形或长方形。

上述方案中，优选的是电介质层(3)的厚度可为5nm～20nm，金属膜(1)的厚度为60nm，可以进一步提高波导滤波器的透射率。

为了进一步提高等离激元波导滤波器的光透射率，进一步的，上述方案中，优选的是电介质层材料为二氧化硅或砷化镓等适合器件工作的材料，金属膜的材料可为金或银。