一种多通道滤波器

本技术涉及光学器件，尤其涉及一种多通道滤波器。

背景技术：

1、传统多通道滤波器通常是由工作在不同频率的滤波器集联而成。表面等离激元是局域在金属-电介质界面的一种特殊电磁场形式，它沿着金属表面传播且垂直于界面向两侧指数衰减。表面等离激元能有效地减小器件的尺寸，实现小型化，成为电可控调谐和高选频特性设计的一种理想光学结构。目前为止，国内外学者在表面等离子激元滤波器设计研发方面已做了很多探索和努力，但多通道滤波透射率平坦度不高，频带可调谐性能缺失。

2、如y.gong等人设计的一种基于mim波导的准周期序列光栅结构的多通道滤波器，该多通道滤波器在1.2～1.8微米波长范围内得到10个反射通道(参见gong,yongkang；liu,xueming；wang,leiran.high-channel-count plasmonic filter with the metal-insulator-metal fibonacci-sequence gratings.optics letters,2010,vol.35,no.3,285-287.(宫永康，刘雪明，王擂然.金属-绝缘体-金属-斐波那契序列光栅高通道计数等离子体滤波器.光学快报,2010,35(3):285-287))；又如luoxin等人通过在两块金属夹层之间插入n个由两种不同折射率绝缘介质交替排列构成的周期结构，获得1～2微米波长范围内14个信道，虽然信道数量增加了，隔离度也增为0.2db，但多通道均衡度不高，(参见罗昕,邹喜华,温坤华,等.双节mim结构表面等离子体窄带光学滤波器.光学学报,2013,33(11):1123003)。虽然上述两种设计方案均获得了多通道滤波，但信道平坦度较低，且不能调谐，直接影响多通道并行处理的一致性、均衡性和频带资源利用率。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题在于，提出一种多通道滤波器，用于解决现有技术中滤波通道透射率平坦度不高且不能调谐等问题。

2、本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是一种多通道滤波器，包括：

3、单缝结构，包括两个锗介质层，且两个所述锗介质层之间具有缝隙；在所述单缝结构的上表面覆盖有石墨烯层；在所述缝隙内填充有二氧化硅介质。

4、进一步地，在所述石墨烯层的上表面设置有二氧化硅层，且所述二氧化硅层沿竖直方向的投影可覆盖所述缝隙。

5、进一步地，所述二氧化硅层处于所述缝隙的上方，且所述二氧化硅层的宽度大于或等于所述缝隙的宽度。

6、进一步地，所述二氧化硅层的宽度为20nm，厚度为30nm。

7、进一步地，所述锗介质层的宽度为215nm，厚度为80nm。

8、进一步地，所述石墨烯层的厚度为0.34nm。

9、进一步地，所述石墨烯层充满所述缝隙，且所述缝隙的宽度为22nm，高度为80nm。

10、进一步地，所述锗介质层的下表面向上凹陷，形成一缺口。

11、进一步地，所述缺口的长度为54nm，宽度为30nm。

12、与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

13、通过在锗单缝结构上表面添加石墨烯，增强表面等离激元局域模态，进而产生干涉效应，实现多通道滤波；同时在单缝内填充二氧化硅，再次激发表面等离激元，且在顶层石墨烯与单缝对应区域的上表面添加二氧化硅，增强入射光波的透射，进一步增强通道透射率和提升平坦度。滤波器制备后，可通过在上层石墨烯施加门控电压改变其费米能级实现透射光谱的特性调谐。该滤波模型不但能提升多通道平坦度和基于调控石墨烯费米能级实现调谐，而且多通道滤波是由滤波器结构材料本身的相互耦合产生，结构更简单，应用前景更广泛。

技术特征：

1.一种多通道滤波器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多通道滤波器，其特征在于，在所述石墨烯层的上表面设置有二氧化硅层，且所述二氧化硅层沿竖直方向的投影可覆盖所述缝隙。

3.根据权利要求2所述的一种多通道滤波器，其特征在于，所述二氧化硅层处于所述缝隙的上方，且所述二氧化硅层的宽度大于或等于所述缝隙的宽度。

4.根据权利要求2所述的一种多通道滤波器，其特征在于，所述二氧化硅层的宽度为20nm，厚度为30nm。

5.根据权利要求1所述的一种多通道滤波器，其特征在于，所述锗介质层的宽度为215nm，厚度为80nm。

6.根据权利要求1所述的一种多通道滤波器，其特征在于，所述石墨烯层的厚度为0.34nm。

7.根据权利要求1所述的一种多通道滤波器，其特征在于，所述石墨烯层充满所述缝隙，且所述缝隙的宽度为22nm，高度为80nm。

8.根据权利要求1所述的一种多通道滤波器，其特征在于，所述缺口的长度为54nm，宽度为30nm。

技术总结
本技术公开了一种多通道滤波器，包括：单缝结构，包括两个锗介质层，且两个所述锗介质层之间具有缝隙；在所述单缝结构的上表面覆盖有石墨烯层；在所述缝隙内填充有二氧化硅介质。本技术中，滤波器不但能提升多通道平坦度和基于调控石墨烯费米能级实现调谐，而且多通道滤波是由滤波器结构材料本身的相互耦合产生，结构更简单，应用前景更广泛。

技术研发人员：陈露,竹佳慧,戚方辰,赵洪霞
受保护的技术使用者：宁波工程学院
技术研发日：20230411
技术公布日：2024/1/15