[发明专利]一种一维光子晶体带阻滤波器的制备装置与制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光子晶体滤波器的制作技术，尤其是涉及一种一维光子晶体带阻滤波器的制备装置与制备方法。

背景技术

1987年，Bell通信研究所的Eli Yablonovitch和普林斯顿大学的Sajeev John首次提出了光子晶体的概念，光子晶体是一种介电常数（折射率）在空间上周期性变化的材料结构。迄今，光子晶体的理论和应用研究得到了迅速的发展，已制作出了多种类型的光子晶体，其中一维光子晶体作为最简单的一种结构，已有比较广泛的研究与应用。一维光子晶体是不同折射率的介质在一维方向上周期排列组成的，类似于光学多层介质膜，其具有明显的光子禁带特征，故而将一维光子晶体广泛的应用于光谱滤波器中。

现今，一维光子晶体多采用磁控溅射、化学气相沉积（CVD，Chemical Vapor Deposition）法、离子束刻蚀和真空热蒸发等方法进行制备，然而这些方法对制备设备要求高，且制作方法复杂，成本高。另一方面，近年来基于全息光刻技术制造一维、二维和三维光子晶体的技术已相对成熟，其较于传统的制备方法具有制作速度快、面积大、精度高、占空比可控、成本低和对仪器设备要求低等优点，现今这种基于全息光刻技术的制备方法已越来越受到人们的关注。

当前，已有的基于全息光刻技术制备一维光子晶体滤波器的方法是将514nm的氩离子激光器发出的激光经透镜扩束成较大面积的平行光，平行光经分束镜后分成光斑大小、光强、角度均相等的两束光，两束光分别经两个对称且相互平行放置的平面镜反射后从记录介质重铬酸明胶全息干版的正面和背面以相同的角度斜入射进行曝光。由于这种方法需先用分束镜将平行光分成光斑大小、光强、角度均相等的两束平行光，而后再分别用两个对称且相互平行的反射镜对分束后的两束平行光进行反射，同时需保证两束反射后的平行光较之于重铬酸明胶全息干版的入射角一致，光路非常复杂，因此实际操作时繁琐费时，不易操作，且对操作人员校准光路的熟练水平和技术水平有较高要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光路简单、易操作、对实验人员的技术水平要求低的一维光子晶体带阻滤波器的制备装置和制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种一维光子晶体带阻滤波器的制备装置，其特征在于包括激光光源、光扩束单元、第一反射镜和第二反射镜，所述的第一反射镜与水平面之间的夹角为44~46°，所述的第二反射镜上置放有待处理的红敏光致聚合物全息干版，且待处理的红敏光致聚合物全息干版的全息光致聚合物薄膜朝上，所述的激光光源发出的入射光经所述的光扩束单元后形成平行的扩束光，所述的光扩束单元出射的平行的扩束光的光斑小于待处理的红敏光致聚合物全息干版的全息光致聚合物薄膜的表面，所述的光扩束单元出射的平行的扩束光经所述的第一反射镜反射后垂直入射到待处理的红敏光致聚合物全息干版的中间位置上，透过待处理的红敏光致聚合物全息干版后的平行的扩束光垂直入射到所述的第二反射镜上，所述的第二反射镜反射的平行反射光与经所述的第一反射镜反射后垂直入射到待处理的红敏光致聚合物全息干版上的平行的扩束光在待处理的红敏光致聚合物全息干版的内部形成相向的两束相干光，对待处理的红敏光致聚合物全息干版进行曝光。

所述的光扩束单元主要由第一透镜和第二透镜组成，所述的第一透镜的焦距小于所述的第二透镜的焦距，所述的激光光源发出的入射光依次经所述的第一透镜和所述的第二透镜后形成平行的扩束光。

所述的第一透镜的焦距为4.5mm，所述的第二透镜的焦距为45mm，所述的第一透镜和所述的第二透镜之间的距离为4.8cm。

所述的第一反射镜与所述的第二反射镜之间设置有作为无衍射光阑的棱台，所述的棱台的中心与待处理的红敏光致聚合物全息干版的中心处于同一垂直直线上，所述的第一反射镜出射的平行的扩束光垂直入射到所述的棱台上，所述的棱台透过平行的扩束光中光强均匀的部分扩束光，所述的光强均匀的部分扩束光垂直入射到待处理的红敏光致聚合物全息干版上。

所述的棱台为四棱台。

所述的第一反射镜与水平面之间的夹角为45°。

所述的激光光源采用型号为HJ-1B的He-Ne激光器，所述的He-Ne激光器发出的入射光是波长为632.8nm的红光；所述的红敏光致聚合物全息干版的型号为RSP-I；所述的第一反射镜和所述的第二反射镜均采用平面镜。

一种一维光子晶体带阻滤波器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①开启He-Ne激光器，使其预热1小时以上；