[发明专利]一种采用单一渐变材料光栅实现导模共振滤波的方法

摘要

本发明公开了一种采用单一渐变材料光栅结构实现导模共振滤波的方法，属于光通信与微光机电系统领域。本发明提出在基底上镀制一层折射率随厚度递增的光学薄膜，通过刻蚀该渐变折射率薄膜得到导模共振光栅结构，进而实现导模共振滤波。在此基础上，通过选择不同的刻蚀深度，可以调整滤波器的通道位置；维持刻蚀深度不变，降低渐变系数可以实现多通道滤波。本发明提供的导模共振光栅结构的滤波性能对基底折射率大小变化高度不敏感，即便基底折射率高于渐变薄膜折射率的最大值，导模共振滤波性能保持优良，这摆脱了传统导模共振滤波器中波导层折射率需高于基底折射率的限制，在实际应用中将更有优势。

主权项

1.一种采用单一渐变材料光栅实现导模共振滤波方法，其特征在于，在基底上镀制一层折射率沿厚度方向递增的光学薄膜，得到渐变折射率薄膜，通过刻蚀该渐变折射率薄膜得到导模共振光栅结构，进而得到采用单一渐变折射率薄膜的导模共振滤波器；所述方法通过选择不同的刻蚀深度和渐变系数，调整滤波器通道位置和通道数目，实现单通道和多通道反射滤波功能；采用单一渐变折射率薄膜的导模共振滤波器能够通过调节滤波器结构参数，比如调节光栅周期、渐变层厚度、刻蚀深度、光栅占空比、渐变系数等可以在任意波段实现TE和TM偏振的导模共振滤波；所述的渐变折射率薄膜是一个复杂的单层膜，机械性质和微观结构在纵向上是连续变化的，没有突变截面，应力在整个膜内是均匀分布的；所述渐变层沿膜层厚度方向的折射率由式(1)表示，其中n_gra为渐变层折射率，n₀为常数，α为渐变系数，d_gra为渐变层的厚度，0≤y≤d_gra；n_gra(y)＝n₀+αy(0≤y≤d_gra)式(1)；对于给定的渐变层厚度d_gra，通过调节渐变系数α调节渐变层折射率n_gra；对于给定的的渐变系数α，通过调节d_gra调节渐变层折射率n_gra；在渐变层厚度d_gra固定的情况下，通过调整刻蚀深度，选择滤波器通道位置；在渐变层厚度d_gra不固定的情况下，通过降低渐变系数α来增大渐变层厚度d_gra，以增加导模共振的通道数，实现导模共振多通道滤波。