利用边界耦合的方法构造了金属-介质-金属结构滤波器, 该结构由一个凸环谐振腔与一个波导管耦合而成.通过有限元法数值仿真得到了该凸环腔体波导结构的磁场分布图、透射谱线和谐振波长分布, 分析了各结构参量对滤波器传输特性的影响.结果表明, 所提出的凸环滤波器具有透射峰窄, 谱线平滑等特点, 且阻带透射率最低可达0.001, 通带透射率最高可达0.977.增大结构参量h2和neff时,相应的透射谱会发生明显的红移, 增大结构参量L1时, 透射谱几乎无变化.对结构参量进行调整和优化, 相应的谐振波长可分布在第一通信窗口(850 nm)和第三通信窗口(1 550 nm)附近, 能够很好地运用于光通信中.

采用口径耦合的方法构造了一种金属-介质-金属非对称结构滤波器, 由两个半圆腔通过两个矩形口径与波导管相连形成.运用有限元法仿真计算获得了该结构的磁场、透射谱、带宽及边沿陡峭度分布曲线.研究结果表明, 通过调节结构参数, 滤波器的透射曲线出现明显的红移或蓝移现象, 且曲线分布平滑, 其通带透射比高达0.95, 阻带则具有平坦特性且透射比低至0.001, 通带、阻带均具有较宽的带宽.对滤波器进行结构参数优化, 可以实现类似矩形滤波器的特性, 在光通信波段的三个通信窗口能够实现通道选择的滤波功能.该滤波器在微纳光学器件集成尤其是光通信系统中有良好的应用前景.

基于表面等离子体波的传播特性提出了一种由方形凹环与波导管耦合而成的MIM结构滤波器, 运用有限元法数值计算获得了该滤波结构的磁场分布、透射谱和共振波长分布曲线.研究结果表明, 其阻带透射率最小透射比可低至0.01, 通带最大透射比则高达0.96, 并且顶部分布平滑.在增大滤波器波导结构参数I、H时, 相应的透射谱线会有明显的红移, 且不同模式阻带的透射比也会随之改变, 此外共振波长与结构参数的变化呈现线性关系.在增大结构参数D时, 模式1的透射率从之前的0.63增加到0.80, 模式1最终消失, 其余模式几乎不变, 同时共振波长分布与参数D的变化无关.通过结构参数的优化, 可以使波导结构的品质因数从14.82提升到17.07, 通频带亦有所增加.该MIM结构滤波器具有封装尺寸小、多模式、阻带较窄、通带平滑、良好的品质因数以及可调节性, 在微纳集成光学器件尤其是波分复用系统中有着良好的应用前景.