[实用新型]光子晶体双带通滤波器

说明书

本实用新型提供一种光子晶体双带通滤波器，包括第一金属板、第二金属板、金属柱及缺陷金属柱，第一金属板与第二金属板对应设置，金属柱呈二维周期性排列于第一金属板及第二金属板之间，且金属柱的相对两端分别与第一金属板及第二金属板相接触，以构成金属柱阵列；缺陷金属柱的高度小于周围的金属柱的高度，缺陷金属柱包括具有不同横截面积的第一缺陷金属柱及第二缺陷金属柱，以构成缺陷子周期结构，且缺陷子周期结构呈二维周期性排列于金属柱阵列中。本实用新型提出了一种光子晶体双带通滤波器，可用于未来6G通信和光通信的双带通滤波器，填补了这一领域的空白。

技术领域

本实用新型属于集成光学领域，涉及一种光子晶体双带通滤波器。

背景技术

1969年，贝尔实验室的Miller博士提出了集成光学的概念。集成光学主要的研究目标是为了将体积庞大的自由空间光学系统集成至同一块基板上。其中，集成光学器件的尺寸随着频段的不同而变化，如毫米波频段一般在毫米量级，太赫兹(THz)频段主要在微米量级。集成光学器件具有功耗低、体积小的优点，同时由于集成后处于一个相对封闭的环境，受外界电磁辐射的干扰很小。在集成电路受到摩尔定律的约束，前景受限的背景下，光电子技术显示出巨大优势：集成光路中光子的速度远大于集成电路中电子的速度，而且具有更大的信息容量。

近几十年来，随着集成光路技术的迅速发展，被称为“光半导体”的光子晶体引起了人们的广泛关注。光子晶体是介电常数呈现周期性分布的周期性结构材料。与半导体的价带、导带、通带类似，光子晶体也存在着光子能带，当其周期性介电常数满足一定条件时，会禁止某些频率的光传输，称之为光子禁带。目前光子晶体已被人们用于滤波器的设计与研制。

自然界中，表面等离激元是电磁波与金属表面自由电子相互作用形成的自由电子-光子的集体震荡模式。其中，表面等离激元只能在介电常数实部符号相反的材料交界面才能存在，比如金属与空气的交界面等，表面等离激元可以分为两种类型，一种是在金属和电介质界面上传输的表面等离极化激元，另一种是局限在金属纳米粒子表面的局域表面等离激元。2004年，J.B.Pendry等为了在微波毫米波段实现表面等离极化激元，在金属立方体中刻蚀周期性排列的空气孔实现了微波毫米波段的表面等离激元(Surface PlasmonPolariton，SPP)传输，这种结构被称为人工表面等离激元(Spoof Surface PlasmonPolariton，SSPP)。

随着现代无线通信技术发展，通信系统的带宽和通信速率不断增加，其通信频段必然上升到太赫兹频段。在5G及未来6G通信系统中，双频便携式电话和无线局域网被广泛应用，双通带滤波器将成为未来通信系统前端的重要部件。发展全固态、小型化、低功耗的双通带滤波器成为未来通信技术领域的重要研究课题，但当前关于光子晶体双通带和多带通滤波器的研究工作不多，其物理机制与研制技术亟需解决。

因此，提供一种光子晶体双带通滤波器，实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种光子晶体双带通滤波器，用于扩大光子晶体的应用。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种光子晶体双带通滤波器，所述光子晶体双带通滤波器包括：

第一金属板及第二金属板，所述第一金属板与所述第二金属板对应设置；

金属柱，所述金属柱呈二维周期性排列于所述第一金属板及第二金属板之间，且所述金属柱的相对两端分别与所述第一金属板及第二金属板相接触，以构成金属柱阵列；

缺陷金属柱，所述缺陷金属柱的高度小于周围的所述金属柱的高度，所述缺陷金属柱包括具有不同横截面积的第一缺陷金属柱及第二缺陷金属柱，以构成缺陷子周期结构，且所述缺陷子周期结构呈二维周期性排列于所述金属柱阵列中。

可选地，所述金属柱等间距排布。

可选地，所述金属柱具有相同的横截面积，所述金属柱的横截面形貌包括圆形、方形或椭圆形。