平面亚波长非周期高对比度光栅及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种平面亚波长非周期高对比度光栅，包括高折射率材料器件层，所述高折射率材料器件层的上表面为长方形，且所述高折射率材料器件层上分布有平行于长方形短边的光栅，所述光栅的相位分布满足方程φ(y)=k0(y2/2fy)。本发明专利技术所设计的平面亚波长非周期高对比度光栅不需要改变光栅的设计结构，就可以使光栅获得相应的聚焦能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种平面亚波长非周期高对比度光栅，属于信息材料与器件

技术介绍
高对比度光栅(HCG:High_Contrast Grating)是一种光栅周期小于光波长的光栅，具有高反射以及透射聚焦能力。当光照射到其表面时，该光栅具有不发生高次衍射的特点。随着光栅衍射理论和光栅制造技术的不断完善，这种亚波长光栅被广泛用于制作抗反射元件、偏正器件、窄带滤波器等。利用HCG的高反射率性能，可以设计光探测器的反射镜， 调节光栅参数，可以分析探测器的效率。利用硅材料和III族氮化物与空气折射率的差异，获得对光场有强约束作用的非周期高对比度的光栅结构。利用硅材料的反射能力以及高质量的谐振能力获得的这种高对比度光栅，可以进一步加工制成高质量因子谐振器件。利用III族氮化物的低损耗以及高透射能力获得的这种高对比度光栅，可以进一步加工制成具有高透射率的空芯波导。将这种非周期的高对比度光栅应用在垂直腔表面发射激光器(或可调谐的垂直腔表面发射激光器) 中，可以提高激光器的性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种不需要改变光栅的设计结构，就可以使光栅获得相应聚焦能力的。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面亚波长非周期高对比度光栅，其特征在于：包括从上到下依次设置有高折射率材料器件层、低折射率材料层和硅衬底层，所述高折射率材料器件层的上表面为长方形，所述高折射率材料器件层上分布有平行于长方形短边的光栅，所述光栅的相位分布满足方程φ(y)=k0(y2/2fy)，其中，y轴定义为长方形的短边，x轴定义为长方形的长边，fy定义为xy平面上的焦距，φ(y)定义为相位分布，k0=2π/λ0，且k0定义为自由空间的波矢常量，所述低折射率材料层具有一个空腔。

【技术特征摘要】
1.ー种平面亚波长非周期高对比度光栅，其特征在于包括从上到下依次设置有高折射率材料器件层、低折射率材料层和硅衬底层，所述高折射率材料器件层的上表面为长方形，所述高折射率材料器件层上分布有平行于长方形短边的光栅，所述光栅的相位分布满足方程小(7)=ん(//2&)，其中，y轴定义为长方形的短边，X轴定义为长方形的长边，fy定义为xy平面上的焦距，(y)定义为相位分布，1^=2 /入^，且も定义为自由空间的波矢常量，所述低折射率材料层具有ー个空腔。2.ー种平面亚波长非周期高对比度光栅，其特征在干包括从上到下依次设置有高折射率材料器件层和硅衬底层，所述高折射率材料器件层的上表面为长方形，所述高折射率材料器件层上分布有平行于长方形短边的光栅，所述光栅的相位分布满足方程小(yhkJyVZfy),其中，y轴定义为长方形的短边，x轴定义为长方形的长边，fy定义为xy平面上的焦距，ct (y)定义为相位分布，1^=2 ，且も定义为自由空间的波矢常量，所述硅衬底层底部具有ー个凹槽。3.根据权利要求1所述的新型平面亚波长非周期高对比度光栅，其特征在于所述高折射率材料器件层的材质为硅。4.根据权利要求2所述的新型平面亚波长非周期高对比度光栅，其特征在于所述高折射率材料器件层的材质为III族氮化物。5.ー种制备权利要求3所述的新型平面亚波长非周期高对比度光栅的方法，其特征在于，实现载体为SOI晶片，包括如下具体步骤 步骤(I):在所述SOI晶片的顶层硅器件层旋涂一层电子束光刻胶层； 步骤(2):采用电子束曝光技术在上述电子束光刻胶层按照方程Cj5 (y)=k0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永进，于庆龙，施政，贺树敏，高绪敏，陈佳佳，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：