一种低损耗表面等离子激元光波导制造技术

本发明专利技术公开了一种具有低传输损耗的表面等离子激元光波导，该波导结构的横截面包括介质基底层(4)、位于介质基底层上的高折射率介质区域(3)、位于高折射率介质区域上的金属层(1)、被高折射率介质区域和金属基底层包围的低折射率介质区域(2)以及包层(5)。金属层下方的高折射率介质区域可显著地缩小该波导结构的光场分布范围，实现对传输光场的二维亚波长约束；同时低折射率介质区域的存在，使得该波导仍能保持较低的传输损耗。所述光波导结构克服了现有表面等离子激元光波导在光场限制能力和传输损耗之间的矛盾，为超高集成度光波导芯片的实现提供可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光波导
，具体涉及一种低损耗表面等离子激元光波导。
技术介绍
表面等离子激元是由光和金属表面自由电子的相互作用引起的一种电磁波模式。 这种模式存在于金属与介质界面附近，其场强在界面处达到最大，且在界面两侧均沿垂直于界面的方向呈指数式衰减。表面等离子激元具有较强的场限制特性，可以将场能量约束在空间尺寸远小于其自由空间传输波长的区域，且其性质可随金属表面结构变化而改变。 在适当的金属与介质组成的表面等离子激元光波导结构中，横向光场分布可被限制在几十纳米甚至更小的范围内，能够超过衍射极限的限制。表面等离子激元已在纳米光子学领域中显示出巨大的应用潜力，并为实现高集成度纳米光子芯片提供了可能。模场限制能力和传输损耗是表征表面等离子激元光波导模式特性的两个重要参数。传统的表面等离子激元光波导主要包括金属/介质/金属型和介质/金属/介质型两类结构。其中，介质/金属/介质型光波导传输损耗较低，但较差的模场限制能力制约了其在高集成度光路中的应用；另一方面，金属/介质/金属型光波导具有很强的模场限制能力，但其传输损耗太大，导致其无法实现长距离光信号的传输。解决传统表面等离子激元光本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种同时具备低传输损耗和强场约束能力的表面等离子激元光波导结构，其横截面包括介质基底层、位于介质基底层上的高折射率介质区域、高折射率介质区域上方的金属层、被高折射率介质区域和金属层包围的低折射率介质区域以及包层；其中，高折射率介质区域的宽度范围为所传输光信号的波长的０．０６－０．４倍，高度范围为所传输的光信号的波长的０．０６－０．４倍，低折射率介质区域上方与金属层下方相接，且低折射率介质区域的宽度范围为高折射率介质区域宽度的０．１５－０．９倍，其高度范围为高折射率介质区域宽度的０．１５－０．９倍，金属层的宽度大于低折射率介质区域的宽度且不大于高折射率介质区域的宽度；高折射率介质的材料折射率...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑铮，苏亚林，卞宇生，刘娅，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11