一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计的制作方法

文档序号:14869698发布日期:2018-07-06 20:33阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计,包括金属银薄膜(1);其特征在于,在金属银薄膜(1)上表面沿一条直线的两端各设计有一个开口孔形成一对MIM波导;在位于两个MIM波导之间的部分开有一对中心均位于该直线上的环形谐振腔;其中一个MIM波导与邻近的环形谐振腔之间设有用于SPPs耦合的第一金属间隔(6);两个环形谐振腔之间设有用于SPPs耦合的第二金属间隔(7);另一个MIM波导与相邻的环形谐振腔之间设有用于SPPs耦合的第三金属间隔(8);其中一个MIM波导作为该结构的正向入射波导/反向出射波导(2),另一个MIM波导作为该结构的正向出射波导/反向入射波导(3);所述正向入射波导/反向出射波导(2)与正向出射波导/反向入射波导(3)结构均为一端开口一端封闭;靠近正向入射波导/反向出射波导(2)的环形谐振腔中填充有增益特性的电介质材料;侧壁为贵金属材料银,由于银的介电常数虚部为负数,故其产生欧姆损耗;其增益一部分抵消侧壁贵金属的欧姆损耗,另一部分产生净增益,因而该环形谐振腔成为增益谐振腔(4);靠近正向出射波导/反向入射波导(3)的环形谐振腔内的电介质材料为空气;侧壁为贵金属材料银,由于银的介电常数虚部为负数,故其产生欧姆损耗成为损耗谐振腔(5);增益谐振腔(4)的增益作用大于损耗谐振腔(5)内损耗介质对光的损耗。

2.如权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计,其特征在于,两个MIM波导的波导宽度为50 nm,保证只有TM0模式的波在波导中传播。

3.如权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计,其特征在于,两个环形谐振腔的宽度为50 nm。

4.如权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计,其特征在于,所述第一金属间隔(6)、第二金属间隔(7)、第三金属间隔(8)的材料均为银。

5.如权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计,其特征在于,所述第一金属间隔(6)构成了正向入射波导/反向出射波导(2)和增益谐振腔(4)的耦合间距,该耦合距离不超过SPPs的趋肤深度。

6.如权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计,所述第二金属间隔(7)构成了增益谐振腔(4)和损耗谐振腔(5)的耦合间距,该耦合距离不超过SPPs的趋肤深度。

7.如权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元波导全光二极管的结构设计,其特征在于,所述第三金属间隔(8)构成了正向出射波导/反向入射波导(3)和损耗谐振腔(5)的耦合间距,该耦合距离不超过SPPs的趋肤深度。

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