基于亞波長光柵衰減模態濾波器的設計與研究

劉清雅，王亞如，唐元開，杜雨晴，王正嶺，高傳玉

(江蘇大學 理學院，江蘇 鎮江 212013)

?

基于亞波長光柵衰減模態濾波器的設計與研究

劉清雅，王亞如，唐元開，杜雨晴，王正嶺，高傳玉

(江蘇大學 理學院，江蘇 鎮江 212013)

采用嚴格的矢量模態理論，獲得有效折射率函數的特征方程，研究模態特性與亞波長光柵填充比及歸一化光柵常數的關系，給出衰減模態的條件與特性。利用衰減模態特性，設計分析了一種在利特羅入射條件下的亞波長光柵高通濾波器，得到光柵反射率隨波長的響應曲線。在此基礎上，設計了一種由兩個光柵組成的帶通濾波器，選取適當參數，得到了波長在一定范圍內的通帶濾波器。研究結果為高通濾波器與帶通濾波器的實驗研究及亞波長光柵器件的實用化提供了參考。

亞波長光柵；衰減模態；濾波器；反射率

亞波長光柵的結構尺度較小，光柵周期小于入射波長，與普通光柵相比表現出許多新穎特性，可用于設計納米尺度的光子器件[1-3]。2010年，R. L. Chern等人提出了一種利用亞波長周期性金屬狹縫結構來研究異常光吸收特性[4]。2011年，M. G. Harats等人提出了一種利用在亞波長金屬光柵中的量子點來研究增強雙光子過程[5]。2013年，T. Saastamoinen等人提出了一種利用亞波長金屬光柵來研究空間相干問題[6]。2014年，Z. L. Wang等人研究了一種亞波長介質/金屬/介質周期性結構與光的完美耦合問題[7]。 2016年，唐元開等人采用模態理論研究了TE偏振與TM偏振入射光在一維亞波長光柵區域的模式特性，應用亞波長光柵的模式特性與光柵衍射效率設計了一種偏振分束器[8]。……