1.一种中红外波段窄带金属纳米孔阵列滤光片的设计方法,其特征在于,包括:步骤一:设计一种中红外波段窄带金属NHAs滤光器件;
步骤二:获取各光谱通道的基本数据,包括中心波长、通道数、工作波长范围以及像素大小,反算出每个中心波长对应的NHAs周期数据;
步骤三:设置滤光器件的纳米孔排列方式,具体为:以阵列中心坐标为起点,以周期为步长,按照三角形晶格排列模式设置纳米孔,每个阵列的大小与像素大小相同,其余通道阵列均用此方法设置纳米孔;
步骤四:对所有纳米孔填充非晶态的GST-225材料,填充厚度与纳米通孔的高度相同。
2.根据权利要求1所述的一种中红外波段窄带金属纳米孔阵列滤光片的设计方法,其特征在于,步骤一设计的滤光器件包括中红外波段高透CaF2衬底、Ag纳米薄膜、纳米孔阵列和非晶态GST填充材料。
3.根据权利要求2所述的一种中红外波段窄带金属纳米孔阵列滤光片的设计方法,其特征在于,通过匹配的中红外光电探测器获得各光谱通道的基本数据;
根据需求的中心波长、通道数反算得到滤光片每种中心波长对应的周期数据;
公式为:
其中,λmax为中心波长,P为纳米孔阵列的周期,εm和εd分别是Ag纳米薄膜和CaF2衬底的介电常数,i和j分别为x和y方向上的衍射级次。
4.根据权利要求3所述的一种中红外波段窄带金属纳米孔阵列滤光片的设计方法,其特征在于,在Ag纳米薄膜上的纳米孔阵列中填充非晶态的GST材料,填充高度与Ag纳米薄膜厚度相同。
5.验证方法,用于验证权利要求1-4任意一项所述的一种中红外波段窄带金属纳米孔阵列滤光片的设计方法实现的金属纳米孔阵列滤光片,其特征在于,方法为:步骤五:采用时域有限差分方法FDTD对设计的中红外窄带金属NHAs滤光片进行仿真模拟,验证阵列中心波长与初始获取值的一致性;
步骤六:对小孔内部的非晶态GST采用x和y方向精度为10nm,z方向精度为5nm的局域网格进行加密计算,完成小孔内部的LSPR和局域电场增强效应验证;
步骤七:采用完美匹配层PML和对称边界条件提升FDTD运算速度,同时设置steepangle以及增加PML层数为32;
步骤八:对监视器捕获的功率谱数据与初始计算值进行对比。
6.根据权利要求5所述的验证方法,其特征在于,时域有限差分方法FDTD仿真模拟时,选用周期性边界将每个纳米孔进行离散化仿真。
7.根据权利要求5所述的验证方法,其特征在于,步骤八具体为:在2-6μm范围内设置501个采样点,用放置在衬底下方的监视器提取FDTD计算得到的功率谱结果,提取峰值能量透过率参数和0级主峰位置,与初始选取值进行对比,以验证设计的准确性。
8.验证系统,其特征在于,验证系统包括存储装置,存储装置用于执行权利要求5-7任意一项所述的验证方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行权利要求5-7任意一项所述的验证方法。
10.一种计算机设备,其特征在于,该设备包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时,所述处理器执行权利要求5-7任意一项所述的验证方法。