[发明专利]一种基于多PIT效应的四通道光学滤波器

说明书

本发明公开了一种基于多PIT效应的四通道光学滤波器，包括二氧化硅衬底、金属层、石墨烯层、两个第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔和第五谐振腔，所述二氧化硅衬底水平设置，所述金属层水平设置在所述二氧化硅衬底的上端，所述金属层上端设有沿前后方向延伸的条形波导，所述波导的两端分别水平延伸至所述金属层的前后两端，两个所述第一谐振腔分别沿前后方向间隔设置在所述金属层的上端，并分别位于所述波导的左右两侧，两个所述第一谐振腔均与所述波导连通，所述石墨烯层设置在两个所述第一谐振腔之间，并填充在所述波导内。本发明所述的光学滤波器，具有功耗低和尺寸小的优点。

技术领域

本发明涉及光子集成领域。更具体地说，本发明涉及一种基于多PIT效应的四通道光学滤波器。

背景技术

光学滤波器可以实现波分复用、带通或带阻的波长选择功能，是光通信技术中的重要器件。随着大规模集成全光器件的发展，光通信波段的多通道光学滤波器小尺寸、低功耗的需求越来越明显，因而实现具有低功耗、小尺寸、易于集成的新的工作机理的动态可调谐多通道光学滤波器显得非常重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多PIT效应的四通道光学滤波器。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于多PIT效应的四通道光学滤波器，包括二氧化硅衬底、金属层、石墨烯层、两个第一谐振腔、第二谐振腔、第三谐振腔、第四谐振腔和第五谐振腔，所述二氧化硅衬底水平设置，所述金属层水平设置在所述二氧化硅衬底的上端，所述金属层上端设有沿前后方向延伸的条形波导，所述波导的两端分别水平延伸至所述金属层的前后两端，两个所述第一谐振腔分别沿前后方向间隔设置在所述金属层的上端，并分别位于所述波导的左右两侧，两个所述第一谐振腔均与所述波导连通，所述石墨烯层设置在两个所述第一谐振腔之间，并填充在所述波导内，所述第二谐振腔和所述第三谐振腔分别设在位于所述金属层上端前方的所述第一谐振腔的前后两侧，所述第四谐振腔和所述第五谐振腔分别设在位于所述金属层上端后方的所述第一谐振腔的前后两侧，所述第二谐振腔、所述第三谐振腔、所述第四谐振腔和所述第五谐振腔内均填充有光学材料，所述波导内填充有空气。

进一步地，所述第一谐振腔、所述第二谐振腔、所述第三谐振腔、所述第四谐振腔和所述第五谐振腔均为矩形腔，其中，所述第一谐振腔的长度方向沿左右方向设置，且位于所述金属层上端前方的所述第一谐振腔的右端与所述波导连通，位于所述金属层上端后方的所述第一谐振腔的左端与所述波导连通，所述第二谐振腔、所述第三谐振腔、所述第四谐振腔和所述第五谐振腔的长度方向均沿前后方向设置。

进一步地，所述第二谐振腔和所述第三谐振腔与位于所述金属层上端前方的所述第一谐振腔的距离均为20nm，所述第四谐振腔和所述第五谐振腔与位于所述金属层上端后方的所述第一谐振腔的距离均为10nm。

进一步地，所述第一谐振腔的长度为600nm，宽度为30nm，两个所述第一谐振腔的间距为50nm。

进一步地，所述第二谐振腔、所述第三谐振腔、所述第四谐振腔和所述第五谐振腔的长度均为45nm，所述第二谐振腔的宽度为105nm，所述第三谐振腔的宽度为115nm，所述第四谐振腔的宽度为90nm，所述第五谐振腔的宽度为130nm。

进一步地，所述金属层由金属金制成。

进一步地，所述金属层的厚度为300nm。

进一步地，所述波导的深度为150nm，宽度为50nm。

进一步地，所述石墨烯层的长度为50nm。

进一步地，所述光学材料为硅。