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引言：
光滤波器是光通信中必不可少的组成部分。其中，常用的光滤波器包括滤波光栅、空气孔阵列、Fabry-Perot滤波器、腔式滤波器等。众所周知，滤波器的功能是将特定的光波衰减或通过，以达到过滤光波的目的。滤波器的设计与性能要求取决于其应用场景。然而，现有的光滤波器大多使用光子晶体或衍射光栅技术，这些技术具有制备成本高、难以实现微细结构调控、光波损耗高、制作周期长等缺点。因此，如何开发一种低成本、高效的光滤波器成为当前研究热点和挑战之一。
本文提出一种基于复合微纳金属光栅-波导结构的双通道带通滤波器。该设计采用微纳加工工艺制备，具有体积小、成本低、可实现精确的微结构调控等优点。同时，该光滤波器在光波损耗和制作周期方面也具有较大的优势。本文将详细介绍该光滤波器的设计原理、工艺制备和性能分析。
一、设计原理：
该滤波器采用双通道带通滤波结构。其基本原理是利用多个微纳材料层间相互作用，产生光学调制。在本设计中，选择金属光栅和波导层次相互影响，从而实现对光波长的选择性穿透。金属光栅和波导层次的选择取决于所选用的光学无源器件。由于光栅的周期性结构，该结构可实现对光波波长的尺寸选择，达到滤波功能。
图1. 双通道带通滤波器结构示意图
双通道带通滤波器的基本结构示意图如图1所示。其中，波导层数为2，振动周期为a1和a2的金属光栅结构位于波导上部，传输轴线上的金属光栅周期可通过改变振动周期a1和a2的参数进行微调。同时，该双通道带通滤波器也具有良好的耦合效率，其耦合强度受到波导宽度和周期性结构的影响。通过微调载入电模等影响因素，可实现对滤波器传输特性的精细调控。
二、工艺制备：
该滤波器的制备采用标准光子晶体微纳加工工艺。该工艺采用电子束曝光、等离子刻蚀等微纳制造技术，可以精细控制光学结构尺寸。因此，该工艺制备的滤波器具有高精度、完美均匀性和高稳定性。
制备流程如下所示：
1、 采用化学气相沉积工艺（CVD）生长硅二氧化氢薄膜。
2、依据设计需要的特定的微结构形状，基于应力消除的平整流程，生长低应力的二氧化硅薄膜，并在其表面上开出所需的图形或孔洞形状。
3、使用扫描电子显微镜让膜表面形貌充满电荷，进而使用等离子刻蚀设备对图形形状进行制备。
4、接着，使用金属蒸镀设备，加工制备金属导体结构。
5、最后，整个器件进行精细调控，以获得预定的光学性能。
三、性能分析：
通过采用Rsoft模拟软件，得到该双通道带通滤波器的光波穿透曲线。如图2所示，该组设计的带通滤波器均值可达到1250nm和1550nm的范围。该设计的平均透过率高达86％以上，通道的抑制比可以达到20 dB。而该滤波器的3dB通带为15nm，10dB带宽为30nm。可以看出，该双通道带通滤波器具有良好的滤波效果、高透射率和较宽的带宽范围。

结论：
本文研究的基于复合微纳金属光栅-波导结构的双通道带通滤波器设计可实现对特定光波的选择穿透，具有低成本、高效、可精细调控等优点。该光滤波器具有良好的性能，能够满足通信中对滤波器的高要求。因此，该设计在光通信和其他领域的应用前景广阔。