宽截止窄带滤光片设计

第３２卷第９期

２０１０年９月

红外技术

Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖｌ０１．３２ Ｎｏ．９

Ｓｅｐ．２０１０

＜材料与器件＞

宽截止窄带滤光片设计

朱华新 ，高劲松 ，王彤彤 ，王笑夷 ，陈 红 ，郑宣呜 ，申振锋

（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室，吉林长春１３００３３

２．中国科学院研究生院，北京１０００３９）

摘要：介绍了一种获得窄带宽截止滤光片的方法，即具有缺陷的多异质结结构，这种结构能够展宽光

子晶体的禁带同时实现窄通带效应。通带的位置与缺陷的厚度及缺陷的位置有关，设计的窄带宽截止

滤光片在光学领域中具有一定的应用前景。

关键词：光学薄膜；滤光片；通带；禁带

中国分类号：０４８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：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

窄带滤光片是一种在光学领域中应用较广的光

滤光片，即宽截止窄带滤光片。本文提出了具有缺陷

的多异质结的一维光子晶体结构 ］，来实现宽截止窄

通带的特性。

学元件，比如：激光反射镜【 ，波分解复用器．２’３］，多

谱线装置＿４Ｊ等。常用的窄带滤光片为法布里一珀罗滤

光片 Ｊ，是将中问耦合层作为一个Ｆ—Ｐ腔，实现多光

束干涉，但其截止带宽一般较小，通常的做法是在短

波处用颜色玻璃来实现宽截止的要求［６１，但这样的做

１基本理论

传输矩阵法适用于一维光子晶体的光学传输特

性研究，介质层与光波的相互作用完全可有其传输特

征矩阵 决定，单层介质的特征矩阵为：

法有两个缺陷，首先是短波处的光是被颜色玻璃所吸

收，而对于需要对短波复用的系统显然不适合，其次

为颜色玻璃一般是掺杂了金属，在空问光学中，高能

射线的作用会使得颜色玻璃的性能变化，因此随着近

年来光学技术的不断发展，迫切需要研制具有在所需 对于ＴＭ模：

波长点有高的透过率，而在其他波长处有宽截止带的

收稿日期：２０１０．０６一Ｏ１．

作者简介：朱华新（１９８３），男，博士研究生，主要从事光学薄膜设 ‘、制备及检测方面的研究；Ｅ—ｍａｉ

基金项目：国家自然科学基金资助，编号：６０４７８０３５。

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