由若干谐振结构构成的平顶透射滤波器的解析设计
光学
2019-10-02 v1
摘要
本文从理论上研究了由若干相同谐振衍射结构（例如多层薄膜结构或导模共振光栅）经相移层分隔而成的复合结构的谐振特性。利用散射矩阵形式，我们解析证明在适当选择相移层厚度时，包含具有洛伦兹透射谱线的两个或四个谐振衍射结构的复合结构分别光学实现了二阶或三阶巴特沃斯（Butterworth）滤波器，并能够实现具有陡边和低旁带的平顶透射谱。此外，我们表明由三个或四个二阶巴特沃斯滤波器构成的复合结构可分别精确近似四阶或五阶巴特沃斯滤波器。所述理论结果通过由所谓 W 结构（在高折射率介电环境中由高折射率核心层和两层低折射率包覆层组成的简单三层谐振结构）构成的复合结构的严格数值模拟得到证实。模拟结果证实了平顶透射峰的形成，其形状与推导的理论描述完全吻合。此外，我们展示了一种极其简单的控制透射峰宽度的机制，即改变初始 W 结构的包覆层厚度，从而能够产生尺寸显著亚纳米的平顶透射峰。
引用
@article{arxiv.1906.12083,
title = {Analytical design of flat-top transmission filters composed of several resonant structures},
author = {Leonid L. Doskolovich and Nikita V. Golovastikov and Dmitry A. Bykov and Evgeni A. Bezus},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.12083},
year = {2019}
}
备注
11 pages, 4 figures