可控線寬導(dǎo)模共振濾波器設(shè)計(jì)及其特性研究.pdf

1、窄帶濾波器是一種在光學(xué)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的光學(xué)器件。與傳統(tǒng)的多層膜結(jié)構(gòu)濾波器不一樣,導(dǎo)模共振濾波器是利用波導(dǎo)光柵結(jié)構(gòu)的共振效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)濾波。這種新型濾波器,由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高衍射效率及帶寬可控等特性,引起了人們的廣泛興趣。為了使導(dǎo)模共振濾波器實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用目的,人們必須能夠?qū)λ墓庾V響應(yīng)進(jìn)行有效的控制,例如:線型對(duì)稱、旁帶反射率、濾波線寬等。本論文運(yùn)用平面介質(zhì)波導(dǎo)理論和嚴(yán)格耦合波分析方法對(duì)導(dǎo)模共振效應(yīng)的物理機(jī)理及其獨(dú)特的光學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)合導(dǎo)

2、模共振效應(yīng)和薄膜光學(xué)原理,設(shè)計(jì)并研究了兩種不同結(jié)構(gòu)的導(dǎo)模共振濾波器。
　　 本文中設(shè)計(jì)的兩種導(dǎo)模共振濾波器,一種是光柵層介質(zhì)為強(qiáng)調(diào)制的淺光柵結(jié)構(gòu)的導(dǎo)模共振濾波器,另一種是光柵層介質(zhì)為弱調(diào)制的帶間隔層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)模共振濾波器。對(duì)于這種強(qiáng)調(diào)制淺光柵導(dǎo)模共振濾波器,光柵層具有與波導(dǎo)層相等的等效折射率,它的濾波線寬對(duì)光柵層厚度的變化非常敏感。使光柵層和波導(dǎo)層總厚度保持不變,通過調(diào)節(jié)光柵層厚度和光柵周期,在滿足對(duì)稱線型和低反射率旁帶要求下,可

3、以實(shí)現(xiàn)不同濾波線寬的光譜響應(yīng)。采用該方法進(jìn)行設(shè)計(jì)可以有效的控制光柵的深度,因此,在一定程度可以降低導(dǎo)模共振濾波器的制作難度。對(duì)于這種帶間隔層的弱調(diào)制介質(zhì)光柵導(dǎo)模共振濾波器,通過改變間隔層的厚度,控制外部入射波與泄漏導(dǎo)波模之間的耦合強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波線寬的控制。研究結(jié)果表明,這種帶間隔層的弱調(diào)制介質(zhì)光柵導(dǎo)模共振濾波器,它的共振峰對(duì)光柵厚度、光柵填充比和光柵面形的變化是欠敏感的,因此,該種結(jié)構(gòu)導(dǎo)模共振濾波器相對(duì)比較容易制作,具有良好的應(yīng)用