[发明专利]用于光学滤波的系统及方法

说明书

一种光学器件，包括一第一光栅及一第二光栅，所述第一光栅及所述第二光栅形成在或附接到一介电层上，并且配置成用以同时将与其相互作用的一光场耦合成为两个不同的法诺‑费什巴赫谐振。

相关申请的参考

本申请要求2016年7月25日提交的美国临时专利申请No.62/366,171的优先权，其内容通过引用整体并入本文。

发明领域及背景技术

本发明，在一些实施例中，涉及光学器件，更具体地，但非限制性地，涉及用于光学滤波的一系统及一方法。

在稀有气体光谱中发现了不对称轮廓[4]并且由法诺[5]通过考虑电子能量依赖于离散自动切换状态及连续体之间的相互作用来解释。费什巴赫在研究核反应时发现了类似的谐振[6]。在这两种情况下，独特的线形是两条通路之间干扰的结果-一条涉及直接散射到连续体，另一条通过亚稳态离散束缚态转变为连续体。

当两个传输路径，宽带连续体和窄带谐振相互干扰时，出现这些谐振。当其中一个通道是高阻尼谐振过程时，其精确的共振频率难以检测，并且这种通道可被视为宽带连续谱。当入射电磁波耦合到强阻尼振荡器时，这些谐振在吸收光谱中表现为陷波，而强阻尼振荡器又耦合到弱阻尼模式。在两个模式之间产生的有效耦合取决于弱阻尼振荡器频率周围的窄间隔中的频率，并引起吸收光谱的调制。

在法诺-费什巴赫(Fano-Feshbach)轮廓的特定情况下，两个离散状态耦合到同一连续体[4,10,11]。这种现象被称为双法诺-费什巴赫谐振(双FFR)。在某些此类情况下，生成的线形与电磁感应透明度(EIT)现象相关[12]。

迄今为止，支持双FFR的纳米光子结构由与局部振荡相关的共振结构构成，特别是基于纳米天线的结构[13,20]，包括基于Fabri-Perot谐振的超单元光栅结构[21]。

发明内容

根据本发明的一些实施例的一方面，提供了一种光学器件。所述光学器件包括一第一光栅及一第二光栅，所述第一光栅及所述第二光栅形成在或附接到一介电层上并且配置成用以同时将与其相互作用的一光场耦合成为两个不同的法诺-费什巴赫谐振。

根据本发明的一些实施例，所述第一光栅及所述第二光栅是形成在所述介电基板的同一侧的介电光栅。

根据本发明的一些实施例，所述第一光栅及所述第二光栅形成在附接到所述介电基板的一金属层的同一侧。

根据本发明的一些实施例，所述第一光栅及所述第二光栅形成在一金属层的多个相对侧，并且其中所述介电层设置在所述第一光栅上。

根据本发明的一些实施例，所述第一光栅及所述第二光栅之间，垂直于所述金属层的一垂直间隔为5nm至20nm，例如约10nm。

根据本发明的一些实施例，所述金属层包括一材料，所述材料选自金、银、铂、铝、铜、铑、铱、钨及钼所组成的组。

根据本发明的一些实施例，所述第一光栅及所述第二光栅至少在一个光栅特征上不同，所述至少一个光栅特征选自一光栅周期、一光栅功能、一光栅深度及一光栅占空比所组成的组。

根据本发明的一些实施例，所述第一光栅及所述第二光栅中的每一个具有一凹槽，所述凹槽的深度为10nm至100nm，更优选为30nm至60nm。

根据本发明的一些实施例，所述器件还包括一附加介电层设置在所述第二光栅上，其中所述第一介电层及第二介电层由不同材料所制成。

根据本发明的一些实施例，至少一个所述光栅是一啁啾准周期光栅。