一种导模共振窄带宽的平顶滤波器设计
2021-05-17王承浩成丁尔张大伟
光学仪器 2021年2期
关键词:结构
王承浩,王 晨,王 琦,成丁尔,张大伟
(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093)
引 言
在一特定入射条件时,入射光波与亚波长光栅之间发生的相互耦合作用会使传播波的光场能量重新分配,从而使光栅在共振波长处具有高的反射或透射特性,该现象即为导模共振效应[1-3]。基于光栅结构的导模共振器件因为其相对简单的制造工艺和设计原理被广泛应用在光学滤波器[4]、偏振片[5]、光开关[6]以及光调制器[7]中,还可应用于提高自发辐射的提取效率以及激光的辐射模态控制等领域[8-10]。
当两个导模共振(GMR)相互作用时,共振特性可以调谐。两个GMR元素之间的相互作用有两种发生途径:一种是平板波导的直接倏逝耦合,另一种是通过自由空间传播的间接耦合[11]。根据这些耦合机制的相对强度,我们会观察到不同的共振特性。Arbabi等[12]提出了一种双宽带GMR反射器,用其实现可调谐的窄带法布里-珀罗(F-P)传输滤波器,但是其缺少了GMR的传输模式。Ko等[13]将F-P共振腔和GMR结合以产生平顶型滤波的效果,并且利用多层级联结构,使带宽变宽。通过调谐各级联结构之间的距离,可以达到抑制边带的效果。但是其带宽较窄,大约只有0.5 nm。Yamada等[14]提出了一种窄带平顶滤波器,运用夹在两个波导中间的单一光栅层,实现了高效的平顶光谱。由于这种结果是通过同时诱导几乎简并的共振模态来获得的,所以共振分别控制了平顶光谱的宽度。这说明带宽可以在亚纳米到几纳米之间调整。……
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