[实用新型]一种光学滤波器结构

说明书

本实用新型涉及一种光学器件，具体涉及一种光学滤波器结构，由基底层、调控层和介质层由下及上依次连接构成，介质层内嵌有两个矩形金属纳米块，金属纳米块上表面与介质层上表面相平，金属纳米块下表面高于介质层下表面，调控层为VO₂薄膜，金属纳米块由贵金属材料制成。本申请实施例通过控制光学滤波器结构所处环境温度来实现调控层的相变，从而改变本申请实施例光学滤波器结构的透射特性，可实现宽频透射，而且能对中红外波段实现调节宽频透射强度和局域电场增强位置，制备和使用方法简单方便，易于操作。

技术领域

本发明属于光学器件技术领域，具体涉及一种光学滤波器结构。

背景技术

目前研究者们研究了圆形的纳米孔、球状体和三角形金属纳米结构的光学透射特性，发现由形态共振、表面等离极化激元共振、局域表面等离激元共振可以形成EOT现象。但是由此造成的EOT透射光谱一般表现出较窄的透射峰，从而限制了它的应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的ETO透射峰窄的问题，本申请实施例提供了一种光学滤波器结构，本申请实施例通过控制光学滤波器结构所处环境温度来实现调控层的相变，从而改变本申请实施例光学滤波器结构的透射特性。本申请实施例可实现宽频透射，而且能对中红外波段实现调节宽频透射强度和局域电场增强位置，并在可见光波段也具有一定的调控能力。该结构可一体成型，后期使用时只需要根据需要改变环境温度即可实现对宽频透射强度及局域电场增强位置的调节，且响应时间短，制备和使用方法简单方便，易于操作。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种光学滤波器结构，由基底层、调控层和介质层由下及上依次连接构成；所述介质层内嵌有两个矩形金属纳米块；所述金属纳米块上表面与所述介质层上表面相平，所述金属纳米块下表面高于所述介质层下表面；所述调控层为VO₂薄膜；所述金属纳米块由贵金属材料制成。

进一步地，所述基底层为玻璃基底；所述介质层由透明绝缘材料制成。

进一步地，所述介质层厚度为40～100nm。

进一步地，一种光学滤波器结构的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、准备基底：准备清洁干燥的玻璃基底备用；

步骤2、制备调控层：利用磁控溅射在步骤1准备好的玻璃基底上制备VO₂薄膜；

步骤3、甩胶：在步骤2得到铺设有VO₂薄膜的基底上旋涂PMMA 光刻胶，旋涂厚度为介质层厚度，待涂胶结束后将基底置于热板上烘干；

步骤4、曝光：用图形发生器设计介质层中两个矩形金属纳米块图案，并用电子束曝光步骤3烘干后的基底，曝光深度为金属纳米层厚度，得到曝光后的基底；

步骤5、显影定影：将步骤5曝光后的基底依次放入显影液和定影液中分别浸泡，矩形金属纳米块部分被溶解，其余部分保留，然后取出烘干，形成含有步骤4中设计的矩形金属纳米块形状的孔穴；

步骤6、蒸镀贵金属：将步骤5烘干的基底放入电子束真空蒸发镀膜机中正对步骤5中形成的孔穴，在孔穴内蒸镀贵金属，待蒸镀完成并冷却后拿出，在孔穴形成所述矩形金属纳米块，即得到所述光学滤波器。

进一步地，一种光学滤波器结构透射特性的调节方法，包括以下步骤：

将所述光学滤波器置于一透明腔室中，通过调节腔室温度T＜60℃或者T＞60℃，调控层VO₂薄膜在不同的室温下具有不同的相态，从而具有不同的透射特性，即可达到调节所述光学滤波器透射特性的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果：