布拉格反射镜/重掺杂半导体纳米晶复合材料中的可调谐光滤波

可调谐光滤波器是许多光学应用的关键组件，在这些应用中光的耦合输入、耦合输出或拒绝至关重要，例如激光、传感、光伏以及信息和通信技术。为此，具有高反射率的带通滤波器——布拉格反射镜，代表了良好的候选方案。然而，它们的光学特性在制造阶段就已确定。另一方面，重掺杂半导体纳米晶 (NCs) 通过主动调制其载流子密度，最终影响其等离激元吸收特性，从而提供了高度的光学可调谐性。在此，我们提出了一种由布拉格反射镜和一层等离激元半导体 NCs 组成的可调谐光滤波器设计。我们证明，当采用不同的载流子密度时，该耦合器件的滤波特性可调谐以覆盖从可见光到近红外 (vis-NIR) 光谱区域的宽频率范围。作为可调谐组件，我们实施了硒化铜 (Cu2-xSe) NCs 分散体和氧化铟锡 (ITO) NCs 薄膜，已知它们通过化学或电化学处理显示出光学可调谐性。我们利用 Mie 理论描述了 Cu2-xSe NCs 分散体的载流子依赖等离激元特性，并利用有效介质理论描述了 ITO 薄膜的光学特性。布拉格反射镜的透射特性已通过传输矩阵法建模。我们预见该耦合器件易于实验实现，其中滤波调制是通过对重掺杂半导体 NC 组件进行化学和电化学后制造处理来实现的，最终导致耦合器件具有可调谐的透射特性。