[发明专利]一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件

说明书

技术领域

本发明属于薄膜沉积技术领域，具体涉及一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件。

背景技术

近红外波段是指波长在1μm-3μm的光波，在此波段工作的滤波器件被广泛应用于光通讯领域。

在光通讯领域，远距离通讯是主要发展的方向之一。典型的远程收发器信号在未经放大的条件下至少能传输100公里，其目的主要是省掉昂贵的光放大器，降低光通讯的成本。基于传输距离上的考虑，很多远程收发器都选择了1550波段(波长范围约为1530到1565nm)作为工作波段。用于光通信的通信设备体积越来越小，接口板包含的接口密度越来越高，要求光电器件向低成本、低功耗的方向发展。目前的小封装光模块也都采用低电压3.3v供电，保证了端口的增加不会提高系统的功耗。

薄膜型滤波器件通过镀膜的方法实现所需的滤波特性，具有结构简单、厚度薄、重量轻和功耗低等特点。结构简单是指器件的功能实现只需要在基底上镀制设计好的膜层结构即可。厚度薄是指镀制的薄膜总厚度在微米尺度。重量轻是指薄膜在三维尺度上的重量和基底相比可以忽略不计。功耗低是指只需要较低的驱动电压即可实现所需的滤波特性。因此薄膜型滤波器件是一种在光通讯领域极具应用前景的滤波器件。

硅是一种半导体材料，同时因为其良好的光学特性也常作为红外光学薄膜材料使用。

发明内容

本发明解决的技术问题是针对现有技术中薄膜型滤波器进行改进，提供一种可以通过电主动调制在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率的薄膜型滤波器件。

本发明的技术方案为：

一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，包括基底，在基底上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层和SiO₂材料层，在基底上面的两端分别沉积Si掺杂的P型正电极区和Si掺杂的N型负电极区；P型正电极区和N型负电极区分别通过导线连接到外接偏压的正极和负极上。

本发明提出一种新型的电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，设计原理如下：

利用硅材料的电学特性，提出一种结合载流子注入机制的薄膜型器件结构。利用硅材料的PIN节的特性，对硅材料进行掺杂形成P型正电极区和N型负电极区。在P型正电极区和N型负电极区之间为未进行掺杂的I区，即为近红外波段光波的光学透过窗口。当正向偏压施加在P型正电极区和N型负电极区之间，P型正电极区的空穴流向N型负电极区，N型负电极区的电子流向P型正电极区，形成正向的电流，而在I区空穴和电子形成了几乎均匀的自由载流子分布。这种自由载流子在I区的注入将引起I区中未掺杂硅的折射率的改变，进而改变I区的透过率或反射率变化，达到主动调制的目的。

因此，通过对掺杂的P型正电极区、N型负电极区和未掺杂的I区进行光学和电学结构优化设计，可以获得一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件。

本发明的有益效果：本发明的一种电主动调制的近红外薄膜型滤波器件，在基底上面的光学透过区交替沉积多层Si材料层和SiO₂材料层，在基底上面的两端分别沉积Si掺杂的P型正电极区和Si掺杂的N型负电极区，具有体积小、重量轻和结构简单的特点；P型正电极区和N型负电极区分别通过导线连接到外接偏压的正极和负极上，实现电主动调制，可以在近红外波段改变滤波器件透过率或反射率，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明一种电主动调制的薄膜型滤波器件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明。

实施例1：