一种光波导结构及其制造方法技术

本申请提供一种光波导结构及其制造方法，所述光波导结构具有：形成于金刚石晶体中的折射率调制区域，所述折射率调制区域的折射率不同于所述金刚石晶体的折射率；以及形成于所述金刚石晶体中的非折射率调制区域，所述非折射率调制区域的折射率与所述金刚石晶体的折射率相同，所述金刚石晶体中至少一个荧光点缺陷中心位于所述光波导结构中，所述光波导结构将所述至少一个荧光点缺陷中心发出的光引导到所述金刚石晶体的表面。本申请的光波导结构能够使金刚石晶体中点缺陷中心发出的光子的检测变得容易、高效，同时使检测系统小型化，并且，该光波导结构的制造方法简单，加工的自由度高，并且制造成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种光波导结构及其制造方法
本申请涉及传感器
，尤其涉及一种光波导结构及其制造方法。
技术介绍
在由碳元素组成的金刚石中形成的荧光点缺陷中心，比如氮原子空位，可以通过光学方式激发电子自旋或检测电子自旋，或操作自旋状态。因此，这样的荧光点缺陷中心(也称为“色心”)可应用于量子信息、生物成像、磁场检测等方面。这种特性可以应用到传感器领域。比如，在金刚石中形成复数个氮原子空位色心，理论上对交流磁场的检测灵敏度可达到亚皮特斯拉(sub-pT)。在上述所有应用中，高效率的光子检测都是技术的关键。通常，人们在金刚石晶体的主平面方向用光学显微镜来检测从荧光点缺陷中心发出的光子。但是，因为光子会在金刚石内部发生全反射效应，从金刚石的主平面的表面逸出的光子很少，导致光子的检测效率很低。为了提高光子检测效率，文献1(PHYSICALREVIEWB85,121202(R)(2012))揭示了一种侧面检测方法，在这种侧面检测方法中，检测器被放置于块状金刚石晶体的侧面，大大地提高了检测效率。另一方面，文献2(ADVANCEDMATERIALS201本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光波导结构，其特征在于，所述光波导结构具有：/n形成于金刚石晶体中的折射率调制区域，所述折射率调制区域的折射率不同于所述金刚石晶体的折射率；以及/n形成于所述金刚石晶体中的非折射率调制区域，所述非折射率调制区域的折射率与所述金刚石晶体的折射率相同，/n所述金刚石晶体中至少一个荧光点缺陷中心位于所述光波导结构中，所述光波导结构将所述至少一个荧光点缺陷中心发出的光引导到所述金刚石晶体的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种光波导结构，其特征在于，所述光波导结构具有：
形成于金刚石晶体中的折射率调制区域，所述折射率调制区域的折射率不同于所述金刚石晶体的折射率；以及
形成于所述金刚石晶体中的非折射率调制区域，所述非折射率调制区域的折射率与所述金刚石晶体的折射率相同，
所述金刚石晶体中至少一个荧光点缺陷中心位于所述光波导结构中，所述光波导结构将所述至少一个荧光点缺陷中心发出的光引导到所述金刚石晶体的表面。


2.如权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，
该折射率调制区域的折射率小于该金刚石晶体的折射率，
所述至少一个荧光点缺陷中心位于所述非折射率调制区域中，
所述折射率调制区域在所述金刚石晶体中形成包围所述非折射率调制区域的封闭式包围结构，
该封闭式包围结构在该金刚石晶体的表面形成开口。


3.如权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，
该折射率调制区域的折射率大于该金刚石晶体的折射率，
所述至少一个荧光点缺陷中心位于所述折射率调制区域中，
所述折射率调制区域的终端位于该金刚石晶体的表面。


4.如权利要求1-3中任一项所述的光波导结构，其特征在于，
在该折射率调制区域中，各处的折射率相同。


5.如权利要求1-3中任一项所述的光波导结构，其特征在于，
在该折射率调制区域中，各处的折射率不完全相同。


6.如权利要求5所述的光波导结构，其特征在于，
在该折射率调制区域中，折射率由内而外递减。


7.如权利要求6所述的光波导结构，其特征在于，
在该折射率调制区域中，折射率由内而外台阶性地递减。

【专利技术属性】
技术研发人员：王诗男，武震宇，
申请(专利权)人：上海新微技术研发中心有限公司，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31