[实用新型]一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器

说明书

本实用新型公开了一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器，包括衬底，衬底一侧表面的两端分别设有输入直波导和输出直波导，输出直波导和输入直波导之间呈互相平行的状态，输出直波导和输入直波导的中部之间设有三个微环谐振腔，微环谐振腔的外部套设有石墨烯环，微环谐振腔等距分布在衬底的表面，靠近输入直波导的微环谐振腔与输入直波导之间形成第一耦合区域，靠近输出直波导的微环谐振腔与输出直波导之间形成第二耦合区域，相邻的微环谐振腔之间形成第三耦合区域。本实用新型在运用的过程中，能够降低特定波长的信号在通过改进型微环谐振滤波器进行能量传递时的能量损耗，且使得所获滤波谱线的3dB带宽变得更窄，有利于进行推广使用。

技术领域

本实用新型涉及硅基光子学以及半导体制备工艺技术领域，尤其涉及一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器。

背景技术

在光波导集成器件中，滤波器是极为重要的一类无源器件，应用广泛，可以实现不同波长光信号的复用和解复用，以及提取或抑制某个或某些波长通道。微环谐振滤波器在很小尺寸上可以实现高密度、多功能光子集成，是光电子集成回路中一个很重要的功能单元，是光通信和光传感中的一个重要功能器件，目前也有对微环滤波器的一些特性进行的研究，其中就包含针对微环滤波器的输出信号特性的研究，如专利号CN201720258915.1所公开的微环谐振滤波器及光信号处理系统，其能够有效降低信号在能量传递过程中的能量损耗，同时获得需要的滤波谱线，具有较窄的3dB带宽。

随着现有技术的发展，石墨烯材料的广泛运用，因此，为了能够更进一步的降低微环谐振滤波器使用过程中的信号在能量传递过程中的能量损耗，以及获得具有较窄的3dB带宽的滤波谱线，我们提出了一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器，包括衬底，所述衬底一侧表面的两端分别设有输入直波导和输出直波导，所述输出直波导和输入直波导之间呈互相平行的状态，所述输出直波导和输入直波导的中部之间设有三个微环谐振腔，所述微环谐振腔呈圆环状，所述微环谐振腔的外部套设有石墨烯环，所述微环谐振腔等距分布在衬底的表面，靠近所述输入直波导的微环谐振腔与输入直波导之间形成第一耦合区域，靠近所述输出直波导的微环谐振腔与输出直波导之间形成第二耦合区域，相邻的所述微环谐振腔之间形成第三耦合区域。

优选的，所述输入直波导和输出直波导均为杆状的硅棒；所述输入直波导和输出直波导的宽度为180-220nm。

优选的，所述微环谐振腔为硅环，且所述微环谐振腔的外径为950-1050nm、内径为780-820nm，所述石墨烯环的内径为950-1050nm、外径为1000-1100nm。

优选的，所述衬底为三氧化二铝板，所述微环谐振腔、输入直波导和输出直波导的高度均为90-110nm，且所述微环谐振腔、输入直波导和输出直波导嵌入至衬底内的深度为40-50nm。

优选的，所述第一耦合区域、所述第二耦合区域、所述第三耦合区域的间距均为18-22nm。

本实用新型提出的一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器，有益效果在于：本方案在运用的过程中，以三氧化二铝板为衬底，加上硅材料构成的微环谐振腔及输入直波导和输出直波导，以及微环谐振腔外部的石墨烯环，利用其结构间的特点和材料间的折射率差，能够更进一步的降低特定波长的信号在通过改进型微环谐振滤波器进行能量传递时的能量损耗，同时获得需要的滤波谱线，且使得滤波谱线的3dB带宽变得更窄，有利于进行推广使用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种基于石墨烯的改进型微环谐振滤波器的结构示意图；