基于 Fano 共振平面多层结构的窄带宽动态范围可调滤波器

具有高光通量和宽动态范围的可调窄带光谱滤波器在光通信、光谱学和光谱成像等领域有着显著的应用。然而，滤波器变窄通常伴随着动态范围、通量或可制造性方面的代价。在此，我们报道一种共振平面多层结构，其在反射中呈现透明窗口，具有可控的半高全宽（亚埃至数十 nm）以及宽光谱范围（可见至近红外 >500 nm）的可调性。该现象在 TE 和 TM 偏振下均可观察到，且在 TE 下对比度更高。由波导模式与有损表面电磁波之间的耦合所产生的 Fano 型共振（由场分布计算所支持）解释了该现象。高对比度的宽调谐范围主要通过使用具有高空虚部与实部介电常数比的吸波层实现，该层能激发已知在薄膜中广泛光谱带存在的有损表面波。为避免大损耗，发现该有损层应超薄（例如 6 nm Cr 层）。调谐通过小于 2 度的小角度扫描，或调制亚微米厚波导层的折射率或厚度（从可见光到近红外）实现，原则上可设计用于任意光谱范围。这种薄的可变折射率或厚度层可利用常规电光、磁光、压电或热光材料在较低外场下以超高速进行调谐。