寬截止窄帶濾光片設計

第３２卷第９期

２０１０年９月

紅外技術

Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖｌ０１．３２ Ｎｏ．９

Ｓｅｐ．２０１０

＜材料與器件＞

寬截止窄帶濾光片設計

朱華新 ，高勁松 ，王彤彤 ，王笑夷 ，陳 紅 ，鄭宣嗚 ，申振鋒

（１．中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，中國科學院光學系統先進制造技術重點實驗室，吉林長春１３００３３

２．中國科學院研究生院，北京１０００３９）

摘要：介紹了一種獲得窄帶寬截止濾光片的方法，即具有缺陷的多異質結結構，這種結構能夠展寬光

子晶體的禁帶同時實現窄通帶效應。通帶的位置與缺陷的厚度及缺陷的位置有關，設計的窄帶寬截止

濾光片在光學領域中具有一定的應用前景。

關鍵詞：光學薄膜；濾光片；通帶；禁帶

中國分類號：０４８４ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：１００１．８８９１（２０１０）０９．０５３２—０３

Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｗｉｄｅ Ｓｔｏｐ－－ｂａｎｄ ａｎｄ Ｎａｒｒｏｗ Ｐａｓｓ－－ｂａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒｓ

ＺＨＵ Ｈｕａ—ｘｉｎ ， ，ＧＡＯ Ｊｉｎ．ｓｏｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｔｏｎｇ．ｔｏｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｙｉ ，

ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ ，ＺＨＥＮ Ｘｕａｎ—ｍｉｎｇ ，ＳＨＥＮ Ｚｈｅｎ．ｆｅｎｇ

（１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆＯｐｔｏｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＯｐｔｉｃｓ，

Ｆｉｎｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １ ３００３３，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｓｃｈｏｏｌ ｆｔｏｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｆＳｃｉｏｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００３９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎｓｅｒｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｅｆｅｃｔｓ ｍｏｄｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ

ｏｂｔａｉｎ ｎａｒｒｏｗ ｐａｓｓ－ｂａｎｄ ａｎｄ ｗｉｄｅ ｓｔｏｐ－ｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｅｎｌａｒｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｂｉｄｄｅｎ ｂａｎｄ ａｎｄ

ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｒｒｏｗ ｐａｓｓ－ｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｃｈｅｄ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ

ｐａｓｓ－ｂａｎｄ ｉｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｆｅｃｔｓ．Ｗｉｄｅ ｓｔｏｐ—ｂａｎｄ ａｎｄ ｎａｒｒｏｗ ｐａｓｓ—ｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒｓ

ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｕｓｅｆｕｌ ｉｎ ｍａｎｙ ｏｐｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ，ｆｉｌｔｅｒｓ，ｐａｓｓ—ｂａｎｄ，ｓｔｏｐ－ｂａｎｄ

引言

窄帶濾光片是一種在光學領域中應用較廣的光

濾光片，即寬截止窄帶濾光片。本文提出了具有缺陷

的多異質結的一維光子晶體結構 ］，來實現寬截止窄

通帶的特性。

學元件，比如：激光反射鏡【 ，波分解復用器．２’３］，多

譜線裝置＿４Ｊ等。常用的窄帶濾光片為法布里一珀羅濾

光片 Ｊ，是將中問耦合層作為一個Ｆ—Ｐ腔，實現多光

束干涉，但其截止帶寬一般較小，通常的做法是在短

波處用顏色玻璃來實現寬截止的要求［６１，但這樣的做

１基本理論

傳輸矩陣法適用于一維光子晶體的光學傳輸特

性研究，介質層與光波的相互作用完全可有其傳輸特

征矩陣 決定，單層介質的特征矩陣為：

法有兩個缺陷，首先是短波處的光是被顏色玻璃所吸

收，而對于需要對短波復用的系統顯然不適合，其次

為顏色玻璃一般是摻雜了金屬，在空問光學中，高能

射線的作用會使得顏色玻璃的性能變化，因此隨著近

年來光學技術的不斷發展，迫切需要研制具有在所需 對于ＴＭ模：

波長點有高的透過率，而在其他波長處有寬截止帶的

收稿日期：２０１０．０６一Ｏ１．

作者簡介：朱華新（１９８３），男，博士研究生，主要從事光學薄膜設 ‘、制備及檢測方面的研究；Ｅ—ｍａｉ

基金項目：國家自然科學基金資助，編號：６０４７８０３５。

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