中红外金属微纳结构透射光谱的研究

中波红外器件从单色、双色,向多光谱方向发展,金属微纳结构是实现中波红外光谱功能的核心器件,为研究中红外透射光谱特性并实现透射光谱的调制,基于表面等离激元共振(SPs)理论,结合有限时域差分法(FDTD)对薄膜型金属微纳孔阵列的透射光谱进行了模拟研究.深入分析了入射光源在中红外3.0～5.0μm波段内,孔洞的形状和大小、孔阵列周期、金属膜层厚度以及金属材质对光谱透射特性的影响.通过设计模拟不同结构,发现透射光谱强度主要由孔洞结构的大小决定,改变阵列的周期可以调制透射峰位,同时透射强度随着金属膜厚度的减小而快速增大,金属材质Ag更易于中红外光的透射;进一步依据圆孔半径(方孔边长)、阵列周期以及透射峰位,用最小二乘法拟合得到了不同结构模型对应的设计关系式,即在理论层面实现了 3.0～5.0μm波段金属微纳结构透射光谱的调制功能,为多通道孔阵滤波器以及光谱探测设备的设计提供了理论依据.