非线性金属包覆波导及其全光调制光开关实现装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了非线性金属包覆波导，包括金属耦合层、导波层、衬底层，所述金属耦合层设置于所述导波层的上方，所述衬底层设置于所述导波层的下方。本发明专利技术提出的非线性金属包覆波导以及全光调制光开关实现装置，利用波导结构的超高灵敏度、高品质因子和场增强效应，降低非线性材料的激光阈值，从而实现导波层折射率的光强调制，而导模的耦合效率与导波层折射率密切相关，其灵敏度高达10‑5，因此通过光强的调节可以实现特定波长的激光的完全耦合或者不耦合，从而实现光开关的功能，利用波导结构可以降低传统非线性光学器件的激发阈值，可以实现对单频激光的开关，多频激光的选频等一系列功能。

Nonlinear metal clad waveguide and its all-optical modulating optical switch device

The invention discloses a non-linear metal-clad waveguide, including a metal coupling layer, a guided wave layer and a substrate layer. The metal coupling layer is arranged above the guided wave layer and the substrate layer is arranged below the guided wave layer. The non-linear metal-clad waveguide and the all-optical modulation optical switch implement device of the invention utilize the ultra-high sensitivity, high quality factor and field enhancement effect of the waveguide structure to reduce the laser threshold of the non-linear material, thereby realizing the light intensity modulation of the refractive index of the guided layer, and the coupling efficiency of the guided mode is close to the refractive index of the guided layer. The sensitivity is as high as 10_5, so the optical switch can be realized by adjusting the intensity of the light. The waveguide structure can reduce the excitation threshold of the traditional nonlinear optical devices and realize the switch of single-frequency laser and the selection of multi-frequency laser. Frequency and a series of functions.

【技术实现步骤摘要】
非线性金属包覆波导及其全光调制光开关实现装置
本专利技术涉及非线性金属包覆波导及其全光调制光开关实现装置，属于光子信息技术和非线性光学器件微加工

技术介绍
光子学的发展分成两个阶段：微米光子学阶段和纳米光子学阶段。其中纳米光子学阶段的技术是“以光控光”的纳米光子技术，但如何实现这一技术是一大难题。光子不带电，无法直接实现光子间的相互控制，只有通过光与非线性介质的相互作用改变介质的参数来间接地实现“以光控光”。基于非线性光学原理的全光调制光开关就是以光控光的光子器件。而双面金属包覆波导，具有如下特点：(1)自由空间耦合技术：如果用准直激光直接照射双面金属包覆波导表面，满足波矢匹配条件(即入射光波矢的切向分量与导模的传播常数一致)，就可以激发对应的双面金属包覆波导超高阶导模，光能量耦合进波导内，这时反射光反射率会出现极小值，数值上小于0.1。如果不满足波失匹配条件，光能量无法耦合进波导内，反射率接近1；(2)超高阶导模模式密度高：在一定角度范围内，相邻模式之间的波失差异可以认为是恒定的；(3)偏振无关特性：TE模式和TM模式耦合效率相同。开光功率是指驱动开光动作的最低功率。现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非线性金属包覆波导，其特征在于，包括金属耦合层(001a)、导波层(002a)、衬底层(003a)，所述金属耦合层(001a)设置于所述导波层(002a)的上方，所述衬底层(003a)设置于所述导波层(002a)的下方，所述导波层(002a)采用非线性材料制成。

【技术特征摘要】
1.非线性金属包覆波导，其特征在于，包括金属耦合层(001a)、导波层(002a)、衬底层(003a)，所述金属耦合层(001a)设置于所述导波层(002a)的上方，所述衬底层(003a)设置于所述导波层(002a)的下方，所述导波层(002a)采用非线性材料制成。2.根据权利要求1所述的非线性金属包覆波导，其特征在于，所述金属耦合层(001a)采用磁控溅射的方法溅射在所述导波层(002a)的上表面形成磁控镀膜；所述衬底层(003a)采用蒸发镀膜的方法在所述导波层(002a)的下表面形成蒸发镀膜。3.根据权利要求1所述的非线性金属包覆波导，其特征在于，所述金属耦合层(001a)和所述衬底层(003a)的材质为金。4.根据权利要求1所述的非线性金属包覆波导，其特征在于，所述导波层(002a)为至少包含一层非线性材料的多层结构。5.根据权利要求4所述的非线性金属包覆波导，其特征在于，所述非线性材料包括但不限于以下所列各项中的一项或多项：铌酸锂晶体、有机聚合物。6.采用权利要求1所述的非线性金属包覆波导的全光调制光开关实现装置，其特征在于，包括激光器(001b)、转台(005b)、非线性金属包覆波导(006b)、光电二极管(007b)、计算机(008b)，所述非线性金属包覆波导(006b)固定在所述转台(005b)上，所述激光器(001b)的激光发射口通过光路与所述非线性金属包覆波导(006b)的输入端相...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚雪芬，殷澄，吴坚，韩庆邦，单鸣雷，陈秉岩，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32