基于导模共振效应的亚波长滤波器具有高峰值效率、宽窄带以及低旁带等特点,是一种性能优良的滤波器结构。简要介绍了导模共振滤波器的基本理论、分析方法和一维双层亚波长光栅结构,从可调谐、多通道以及彩色滤光三个应用方面总结了导模共振器件的研究进展,并分析了关键技术和技术难点。阐述了该器件的重要研究意义和应用价值。

基于导模共振理论，设计了一种工作中心波长位于632.8 nm的宽带宽透射型滤波器.根据瑞利异常理论公式，计算得到瑞利波长所在的光谱位置，从而证明异常现象对滤波器的带宽产生了拓宽作用.为了优化宽带宽滤波器的结构参数，利用严格耦合波理论通过计算不同参数条件下的光谱，分析了结构参数和材料对于透射光谱在带宽和峰值效率方面的影响，选取其中最佳的结构参数数值和材料，得到峰值效率为90%、带宽为95 nm的透射光谱.该宽带宽透射型导模共振器件在显示和成像领域有潜在的应用价值.

由于光子晶体滤波器带宽窄和高灵敏度的特点,检测抗体含量极限可以达到ng·mL-1.可以应用于生物传感器监测生物大分子内部反应过程.一维光子晶体滤波器作为生物传感器换能元件将生物信息转化为可检测的光电信号信息,主要反应在光谱仪测得共振波峰所在波长的变化.精确测试时,检测传感系统的稳定性是首要考虑的关键因素.稳定性决定实验数据的有效性.该工作对所制备的基于导模共振效应的一维光子晶体滤波器结构进行形貌和光谱测试,介绍了实验室所搭建的实时检测传感系统.由于系统集成度、耦合损耗等因素的影响,光谱信息出现一定的噪声信号.因此,重点提出利用Lab VIEW编程实时监控光子晶体滤波器共振波峰值随时间的变化,由光谱变化情况来反应本套检测系统的稳定性和测试数据的有效性.同时这种实时监控程序也可用来监控其他基于导模共振生物传感系统的稳定度.该检测系统由于震动,光源抖动等问题产生的共振峰值漂移为0.25 nm,通过与模拟计算结果比较可以判定系统稳定性可以达到试剂检测的要求.