基于波導(dǎo)耦合光柵的光學(xué)濾波器件.pdf

1、波導(dǎo)耦合光柵是由襯底層、波導(dǎo)層以及光柵層組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。其基本物理機(jī)理是被光柵衍射進(jìn)入波導(dǎo)傳播的光，當(dāng)其被光柵進(jìn)一步衍射產(chǎn)生多束衍射光，它與直接透射光發(fā)生干涉相消作用，在透射光譜中形成窄帶消光信號(hào)，即產(chǎn)生波導(dǎo)共振模式。將波導(dǎo)耦合光柵與金屬材料結(jié)合可制備出波導(dǎo)耦合金屬光子晶體。在波導(dǎo)耦合金屬光子晶體中，滿(mǎn)足一定條件的入射光可激發(fā)金屬表面等離子共振現(xiàn)象并與波導(dǎo)模式發(fā)生強(qiáng)烈的耦合，使得樣品顯現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)響應(yīng)特性?；诓▽?dǎo)耦合金屬光子晶體結(jié)構(gòu)

2、制作的光學(xué)元器件可廣泛應(yīng)用在光學(xué)濾波、生物傳感等光電子技術(shù)領(lǐng)域。
　　 本文在引入金屬表面等離子共振及波導(dǎo)耦合光柵光學(xué)濾波特性的基礎(chǔ)上，介紹了利用激光干涉光刻法制備大面積、結(jié)構(gòu)均勻的三元波導(dǎo)耦合光柵以及微米級(jí)大周期波導(dǎo)耦合光柵結(jié)構(gòu)的方法。通過(guò)對(duì)其光學(xué)特性的研究發(fā)現(xiàn)：
　　 (1)大周期波導(dǎo)耦合光柵具有不同于周期為納米級(jí)的波導(dǎo)耦合光柵的反常透射現(xiàn)象。其角分辨的消光光譜中除了具備在波導(dǎo)耦合納米光柵光譜中觀察到的窄帶消光信號(hào)，

3、還出現(xiàn)了隨角度調(diào)諧的透射增強(qiáng)信號(hào)。
　　 (2)三元波導(dǎo)耦合光柵存在三套不同周期光柵結(jié)合而成的波導(dǎo)共振模式，隨著入射角大小的連續(xù)變化，其信號(hào)響應(yīng)范圍可覆蓋至整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)域。三套波導(dǎo)共振信號(hào)模式同時(shí)調(diào)諧的光譜學(xué)響應(yīng)特性有可能大大增加基于三元波導(dǎo)耦合光柵結(jié)構(gòu)生物傳感器測(cè)試的靈敏度。
　　 最后，我們介紹了利用干涉光刻技術(shù)結(jié)合溶液法制備波導(dǎo)耦合金屬光子晶體的過(guò)程，并對(duì)其進(jìn)行了光譜學(xué)響應(yīng)特性研究。這些實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果與理論解釋?zhuān)M(jìn)一