楔形濾波片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種楔形濾波片，具體涉及一種產(chǎn)生連續(xù)光譜的共振峰的形成有楔形波導(dǎo)薄膜的楔形濾波片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)模共振濾光片在理論和實際運(yùn)用上都具有重要的物理意義和研究價值，在光學(xué)生物傳感器方面有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]一般的導(dǎo)模共振濾波片，是制作成等厚度的平面波導(dǎo)層，每一種厚度的波導(dǎo)層都有相對應(yīng)的一個共振波峰;或者是當(dāng)波導(dǎo)層達(dá)到一定厚度時，通過調(diào)制，會出現(xiàn)兩個或兩個以上的共振波峰，從而可以實現(xiàn)多通道的濾波片。
[0004]盡管已經(jīng)可以通過控制波導(dǎo)層厚度來得到共振波峰以及在波導(dǎo)層達(dá)到一定厚度情況下通過調(diào)制能夠得到兩個或兩個以上的共振波峰，卻還無法獲得一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種可輸出一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜的楔形濾波片。
[0006]本發(fā)明提供了一種楔形濾波片，用于輸出一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜，具有這樣的特征，包括:基片;楔形波導(dǎo)薄膜層，均勻分布在基片上，厚度呈線性變化，縱截面形狀為楔形；以及，光柵是形成在波導(dǎo)薄膜層上的低折射率介質(zhì)層。
[0007]在本發(fā)明提供的楔形濾波片中，還可以具有這樣的特征:其中，基片為石英玻璃片或K9玻璃中的任意一種。
[0008]在本發(fā)明提供的楔形濾波片中，還可以具有這樣的特征:其中，楔形波導(dǎo)薄膜層的成分是氧化鉭或氧化鈦中的任意一種。
[0009]在本發(fā)明提供的楔形濾波片中，還可以具有這樣的特征:其中，光柵的成分是光刻膠或二氧化硅中的任意一種。
[0010]在本發(fā)明提供的楔形濾波片中，還可以具有這樣的特征:其中，光柵的間距為300nm?2000nm。
[0011]本發(fā)明還提供了一種楔形濾波片的制備方法，其特征在于，具有以下步驟:
[0012]步驟一，根據(jù)GSOLVER軟件模擬仿真確定所需的參數(shù)；
[0013]步驟二，在基片上根據(jù)設(shè)計要求鍍制相應(yīng)厚度的均勻的薄膜，形成波導(dǎo)薄膜層；
[0014]步驟三，刻蝕所述波導(dǎo)薄膜層，將波導(dǎo)薄膜層刻蝕成楔形薄膜，形成楔形波導(dǎo)薄膜層；
[0015]步驟四，在楔形波導(dǎo)薄膜層上，通過甩膠法形成低折射率介質(zhì)層，并放烘箱在85°?90°的溫度條件下烘烤30?45分鐘；
[0016]步驟五，根據(jù)設(shè)計出的光柵周期的要求，利用雙光束激光干涉曝光，顯影在低折射率介質(zhì)層上制作一定槽深的光柵，得到楔形濾波片。
[0017]在本發(fā)明提供的楔形濾波片的制備方法中，還可以具有這樣的特征:其中，在步驟三中，采用離子束對波導(dǎo)薄膜層進(jìn)行刻蝕。
[0018]在本發(fā)明提供的楔形濾波片的制備方法中，還可以具有這樣的特征:其中，步驟五中將光柵圖形通過離子束刻蝕的方法轉(zhuǎn)移到預(yù)先鍍制在波導(dǎo)薄膜層上的低折射率介質(zhì)層上，形成所述光柵，從而得到楔形濾波片。
[0019]通過以上的制備方法制成了本發(fā)明的楔形濾光片。
[0020]發(fā)明的作用與效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明所涉及的用于輸出一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜的楔形濾波片，楔形波導(dǎo)層導(dǎo)模共振濾波片在白光垂直入射下，其反射光將隨楔形波導(dǎo)層導(dǎo)模共振濾波片的楔形厚度線性變化而輸出一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的楔形濾波片的制備方法，因為其具有以下步驟，SP:
[0023]步驟一，根據(jù)GSOLVER軟件模擬仿真確定所需的參數(shù)；
[0024]步驟二，在基片上根據(jù)設(shè)計要求鍍制相應(yīng)厚度的均勻的薄膜，形成波導(dǎo)薄膜層；
[0025]步驟三，刻蝕所述波導(dǎo)薄膜層，將所述波導(dǎo)薄膜層刻蝕成楔形薄膜，形成楔形波導(dǎo)薄膜層;這種刻蝕方法可以是采用離子束對所述波導(dǎo)薄膜層進(jìn)行刻蝕；
[0026]步驟四，在所述楔形波導(dǎo)薄膜層上，通過甩膠法形成低折射率介質(zhì)層，并放烘箱在85°?90°的條件下烘30分鐘?45分鐘；
[0027]步驟五，根據(jù)設(shè)計出的光柵周期的要求，利用雙光束激光干擾曝光，顯影在低折射率介質(zhì)層上制作一定槽深的光柵，得到楔形濾波片；
[0028]所以，本發(fā)明的楔形濾波片的制備方法具有方便制作，能夠簡單制作出輸出在一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜的作用的楔形濾波片。
[0029]本發(fā)明的創(chuàng)想是通過離子束刻蝕技術(shù)，將波導(dǎo)層刻蝕成楔形，使波導(dǎo)層的厚度實現(xiàn)線性變化，從而不同的厚度來匹配不同的模式，產(chǎn)生不同的共振峰，也就可實現(xiàn)輸出一定波段的譜面的效果。
[0030]還有，本發(fā)明的新型楔形濾波片，放在光譜儀中作為分光元件，可以制作出超微型光譜儀。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的實施例中楔形濾波片示意圖。
[0032]圖2是本發(fā)明的實施例中楔形濾波片制作方法示意圖。
[0033]圖3是本發(fā)明的實施例中的離子刻蝕方法示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的楔形濾波片作具體闡述。
[0035]圖1是本發(fā)明的實施例中楔形濾波片100示意圖。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明的楔形濾波片100是用于輸出一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜的濾波片。
[0037]本發(fā)明的楔形濾波片100包括基片11、楔形波導(dǎo)薄膜層13和光柵15。
[0038]本發(fā)明的基片11是光學(xué)玻璃作為濾波片的基層。
[0039]本發(fā)明的楔形波導(dǎo)薄膜層13，均勻鍍制在基片11上的，經(jīng)過刻蝕使其厚度呈線性變化且縱截面形狀為楔形的薄膜層12。
[0040]本發(fā)明的光柵13是由用甩膠法均勻甩成在楔形波導(dǎo)薄膜層13上后通過等距離曝光形成的低折射率介質(zhì)層14構(gòu)成的。
[0041]本發(fā)明的基片11為石英玻璃片或K9玻璃。
[0042]本發(fā)明的楔形波導(dǎo)薄膜層13的成分是氧化鉭(Ta2O5)或氧化鈦(T12)等。
[0043]本發(fā)明的光柵15的成分是光刻膠或二氧化硅等。
[0044]本發(fā)明的光柵15間距設(shè)定值是300nm?2000nm。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的楔形濾波片100，其具有輸出一定光譜范圍內(nèi)的連續(xù)光譜的作用。
[0046]圖2是本發(fā)明的實施例中楔形濾波片制作方法示意圖。
[0047]如圖2所示，本發(fā)明的楔形濾波片100的制備方法具有以下步驟:
[0048]步驟一，根據(jù)GSOLVER軟件模擬仿真確定所需的參數(shù)，如基片11的厚度、波導(dǎo)薄膜12的厚度以及光柵膜14的厚度等；
[0049]步驟二，在基片11上根據(jù)設(shè)計要求鍍制相應(yīng)厚度的均勻的薄膜形成波導(dǎo)薄膜層12；
[0050]步驟三，刻蝕波導(dǎo)薄膜層12成楔形波導(dǎo)薄膜層13;
[0051]步驟四，在楔