用于红外光的集成光路滤波器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及光电领域，尤其涉及一种用于红外光的集成光路滤波器件。
【背景技术】
[0002]Bragg光栅是进行光选通的重要光学器件，在光通信中，它能使波导中传输的相应波长的光线反射回去，这样就可以实现窄带滤波。现在光集成技术要求光器件能突破衍射极限且进行低损耗的传输，表面等离子是最有可能突破衍射极限的技术之一。
[0003]表面等离子激元是由光和金属表面自由电子的相互作用引起的一种电磁波模式。这种模式存在于金属与介质界面附近，其场强在界面处达到最大，且在界面两侧均沿垂直于界面的方向呈指数式衰减。表面等离子激元具有较强的场限制特性，可以将场能量约束在空间尺寸远小于其自由空间传输波长的区域，且其性质可随金属表面结构变化而改变。
[0004]但是，目前还没有将Bragg光栅以及表面等离子激元技术相结合的光学器件。
【实用新型内容】
[0005]本申请提供了一种集成光路滤波器件能够进行光的滤波传输。
[0006]根据本申请所提供的用于红外光的集成光路滤波器件，包括:银金属基层、硅顶层以及处于所述银金属基层以及硅顶层之间的氮化硅层，所述银金属基层、所述硅顶层以及所述氮化硅层层叠设置；
[0007]所述银金属基层以及所述娃顶层的厚度分别为150?200nm，所述氮化娃层的厚度为30?70nm ；
[0008]所述硅顶层的顶面沿长度方向通过光蚀刻形成由多个蚀刻槽构成的用于过滤特定波长的Bragg光栅结构。
[0009]优选地，所述银金属基层、所述硅顶层以及所述氮化硅层的宽度相同。
[0010]优选地，所述银金属基层与所述硅顶层的厚度相等。
[0011]优选地，所述硅顶层的宽度范围为所传输光信号的波长的0.07?0.25倍，高度范围为所传输的光信号的波长的0.08?0.2倍。
[0012]优选地，所述硅顶层的宽度以及厚度相等。
[0013]优选地，所述蚀刻槽的形状为正方形、矩形、半圆形、半椭圆形或梯形中的任何一种。
[0014]本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:
[0015]本申请所提供的用于红外光的集成光路滤波器件能够利用不同材料层之间的折射率差异进行红外光的传输，同时能够通过蚀刻槽组成的Bragg光栅结构对光波进行选择，起到滤波效果。
[0016]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
【附图说明】
[0017]图1为本申请实施例所提供的用于红外光的集成光路滤波器件的整体结构示意图；
[0018]图2为本申请实施例所提供的用于红外光的集成光路滤波器件的横截面结构示意图；
[0019]图3为本申请实施例所提供的用于红外光的集成光路滤波器件的纵截面结构示意图。
[0020]【附图说明】:
[0021]10-银金属基层；12-硅顶层；14-氮化硅；16-蚀刻槽。
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
【具体实施方式】
[0023]下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的集成光路滤波器件的放置状态为参照。
[0024]如图1所示，本申请实施例提供了一种用于红外光的集成光路滤波器件，包括银金属基层10、娃顶层12以及处于银金属基层10以及娃顶层12之间的氮化娃层14，银金属基层10、硅顶层12以及氮化硅14层层叠设置。硅顶层12的顶面沿长度方向通过光蚀刻形成由多个正方形、矩形、半圆形、半椭圆形或梯形的蚀刻槽16构成的用于过滤特定波长的Bragg光栅结构。
[0025]由于银金属基层10和高折射率的硅顶层12的相互作用便能够把光场限制在低折射率的氮化硅层14，，并能沿着金属银表面以等离子激元的方式沿长度方向传播。同时，在光传输方向上，用光刻蚀的方法在硅顶层12的顶面上刻蚀出由蚀刻槽16构成的Bragg光栅结构，可以在禁带中打开一个带宽很窄的透射窗口，能够让入射光或被反射、或被直接透射、或以共振的方式通过光栅，从而实现光的传播。
[0026]为了保证红外光能够通过，银金属基层10以及硅顶层12的厚度要保证在150?200nm范围内，同时，氮化娃层14的厚度要保证在30?70nm的范围内。银金属基层10、娃顶层12以及氮化娃层14的宽度最好相同，银金属基层10以及娃顶层12的厚度也最好相同，这样可以保证结构的对称性。此外，还可将硅顶层12的宽度以及厚度调整为同样尺寸，使其横截面呈现出正方形结构。
[0027]为了达到良好的滤波通信效果，硅顶层12的宽度范围为所传输光信号的波长的0.07?0.25倍，高度范围为所传输的光信号的波长的0.08?0.2倍。
[0028]本实施例所提供的用于红外光的集成光路滤波器件能够利用不同材料层之间的折射率差异进行红外光的传输，同时能够通过蚀刻槽16组成的Bragg光栅结构对光波进行选择，起到滤波效果。
[0029]此外，本实施例做提供的用于红外光的集成光路滤波器件还具备下列效果:
[0030]1.可以和现在成熟的半导体加工技术很好的融合在一起，易应用于高集成度的光波导芯片中。
[0031]2.其模场面积明显缩小，具有亚波长模场限制能力，提高了集成度，而且只支持单模模式的光在光栅进行传输。
[0032]3.与金属/介质/金属型的Bragg光栅相比，由于其限制模场只用到一个金属面，所以其由金属引起的传输损耗至少降低一半。而光栅的传输损耗主要也是由金属引起，所以光栅的由金属引起的传输损耗也降低一半。
[0033]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于红外光的集成光路滤波器件，其特征在于，包括:银金属基层、硅顶层以及处于所述银金属基层以及硅顶层之间的氮化硅层，所述银金属基层、所述硅顶层以及所述氮化硅层层叠设置； 所述银金属基层以及所述硅顶层的厚度分别为150?200nm，所述氮化硅层的厚度为30 ?70nm ； 所述硅顶层的顶面沿长度方向通过光蚀刻形成由多个蚀刻槽构成的用于过滤特定波长的Bragg光栅结构。
2.根据权利要求1所述的用于红外光的集成光路滤波器件，其特征在于，所述银金属基层、所述硅顶层以及所述氮化硅层的宽度相同。
3.根据权利要求2所述的用于红外光的集成光路滤波器件，其特征在于，所述银金属基层与所述硅顶层的厚度相等。
4.根据权利要求3所述的用于红外光的集成光路滤波器件，其特征在于，所述硅顶层的宽度范围为所传输光信号的波长的0.07?0.25倍，高度范围为所传输的光信号的波长的0.08?0.2倍。
5.根据权利要求4所述的用于红外光的集成光路滤波器件，其特征在于，所述硅顶层的宽度以及厚度相等。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于红外光的集成光路滤波器件，其特征在于，所述蚀刻槽的形状为正方形、矩形、半圆形、半椭圆形或梯形中的任何一种。
【专利摘要】本申请涉及光电领域，尤其涉及一种用于红外光的集成光路滤波器件，包括：银金属基层、硅顶层以及处于所述银金属基层以及硅顶层之间的氮化硅层，所述银金属基层、所述硅顶层以及所述氮化硅层层叠设置；所述银金属基层以及所述硅顶层的厚度分别为150～200nm，所述氮化硅层的厚度为30～70nm；所述硅顶层的顶面沿长度方向通过光蚀刻形成由多个蚀刻槽构成的用于过滤特定波长的Bragg光栅结构。本申请所提供的用于红外光的集成光路滤波器件能够利用不同材料层之间的折射率差异进行红外光的传输，同时能够通过蚀刻槽组成的Bragg光栅结构对光波进行选择，起到滤波效果。
【IPC分类】G02B6-124
【公开号】CN204613443
【申请号】CN201520344065
【发明人】吴海鹏
【申请人】吴海鹏
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月25日