[发明专利]一种宽带高透射调谐比光开关及其制备方法

说明书

一种宽带高透射调谐比光开关及其制备方法，它属于智能材料和光学薄膜领域。本发明要解决现有光开关存在透射率小、带宽窄，且一旦发生相变必须要借助外界刺激才能回到初始的高透射状态，恢复时间长的问题。宽带高透射调谐比光开关由透明基底、增透层和VO₂层组成；所述的透明基底两侧由内至外依次均设置增透层和VO₂层；或所述的透明基底一侧由内至外依次设置增透层和VO₂层，另一侧设置增透层。制备方法：一、清洗基片；二、增透层制备；三、VO₂层制备。本发明用于宽带高透射调谐比光开关及其制备。

技术领域

本发明属于智能材料和光学薄膜领域。

背景技术

光开关是一种随入射光强度的增加而降低透射率的非线性器件，可以保护敏感光学元件不被激光损坏。近年来的研究发现，基于多层光子晶体结构和相变材料的器件可以实现从低强度光的高透射状态转变为高强度的反射或吸收状态的光开关。但基于多层光子晶体结构具有较大的品质因数，导致较小的透射率和较窄的带宽；且基于非易失性的相变材料如Ge₂Sb₂Te₅(GST)尽管具有较大的光学非线性，但是一旦发生相变必须要借助外界刺激需要很长时间才能回到初始的高透射状态，因此只能进行一次开关变化。

发明内容

本发明要解决现有光开关存在透射率小、带宽窄，且一旦发生相变必须要借助外界刺激才能回到初始的高透射状态，恢复时间长的问题，而提供一种宽带高透射调谐比光开关及其制备方法。

一种宽带高透射调谐比光开关，宽带高透射调谐比光开关由透明基底、增透层和VO₂层组成；所述的增透层的厚度为300nm～1000nm；

当所述的透明基底两侧由内至外依次均设置增透层和厚度为20nm～100nm的VO₂层时，宽带高透射调谐比光开关在35℃时低温透射率大于-0.87dB，透射率开关比最大为23.93dB；

当所述的透明基底一侧由内至外依次设置增透层和厚度为20nm～400nm的VO₂层，另一侧设置增透层时，宽带高透射调谐比光开关在35℃时低温透射率大于-2.22dB，透射率开关比最大为38.68dB。

一种宽带高透射调谐比光开关的制备方法，它是按以下步骤进行的：

一、清洗基片：

对透明基底进行抛光及清洗，得到预处理的透明基底；

二、增透层制备：

利用磁控溅射、电子束蒸发、脉冲激光沉积或原子层沉积，在预处理的透明基底两侧制备增透层；

三、VO₂层制备：

利用磁控溅射、电子束蒸发、脉冲激光沉积或原子层沉积，在一侧或两侧增透层表面制备VO₂层，得到宽带高透射调谐比光开关。

本发明的有益效果是：