[發(fā)明專(zhuān)利]短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009165.6
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102608699A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉仿;樊博宇;黃翊東;張巍;馮雪;崔開(kāi)宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/122
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/122
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耦合陣列式結(jié)構(gòu)包括：

介質(zhì)襯底層；以及

位于介質(zhì)襯底上的至少兩個(gè)耦合結(jié)構(gòu)，所述耦合結(jié)構(gòu)包括：

介質(zhì)波導(dǎo)層，所述介質(zhì)波導(dǎo)層位于所述介質(zhì)襯底層上；以及

短程表面等離子體波導(dǎo)層，所述短程表面等離子體波導(dǎo)層位于所述介質(zhì)波導(dǎo)層上，

其中，至少一個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的短程表面等離子體波導(dǎo)層與另一個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的短程表面等離子體波導(dǎo)層具有不同厚度。

2.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的介質(zhì)波導(dǎo)層與另一個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的介質(zhì)波導(dǎo)層具有不同寬度。

3.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少兩個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)具有相同厚度的短程表面等離子波導(dǎo)層和不同寬度的介質(zhì)波導(dǎo)層。

4.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少兩個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的介質(zhì)波導(dǎo)層具有同一輸入端口和多個(gè)輸出端口。

5.如權(quán)利要求4所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)輸出端口具有不同寬度。

6.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少一個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的短程表面等離子波導(dǎo)層與另一個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的短程表面等離子波導(dǎo)層具有相同厚度和不同長(zhǎng)度。

7.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少兩個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的短程表面等離子體波導(dǎo)層彼此相連接。

8.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述短程表面等離子體波導(dǎo)層厚度為10nm-100nm。

9.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述短程表面等離子體波導(dǎo)層長(zhǎng)度為50μm-200μm。

10.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)波導(dǎo)層的折射率為1.2～3.8。

11.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)波導(dǎo)層的厚度為10nm～5000nm。

12.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)波導(dǎo)層的寬度為2μm-20μm。

13.如權(quán)利要求1所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耦合結(jié)構(gòu)還包括位于所述短程表面等離子體波導(dǎo)層之上的介質(zhì)覆蓋層。

14.如權(quán)利要求13所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少兩個(gè)所述耦合結(jié)構(gòu)的介質(zhì)覆蓋層彼此相連接。

15.如權(quán)利要求13所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耦合結(jié)構(gòu)還包括位于所述介質(zhì)波導(dǎo)層之上、所述短程表面等離子體波導(dǎo)層之下的耦合匹配層。

16.如權(quán)利要求15所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耦合匹配層的厚度為0.01μm-10μm。

17.如權(quán)利要求15所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耦合匹配層的折射率為1.2～3.8。

18.如權(quán)利要求15所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)波導(dǎo)層的折射率大于所述介質(zhì)襯底層和所述耦合匹配層的折射率。

19.如權(quán)利要求15所述的短程表面等離子體波導(dǎo)與介質(zhì)波導(dǎo)混合耦合陣列式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)波導(dǎo)層的TM模式的等效折射率與所述短程表面等離子體波導(dǎo)層的短程表面等離子體波的等效折射率相等，所述耦合匹配層的厚度大于使所述介質(zhì)波導(dǎo)層的TM模式與所述短程表面等離子體波模式耦合發(fā)生截止的臨界厚度。

20.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，短程表面等離子體波導(dǎo)層上方除所述介質(zhì)覆蓋層外設(shè)置有折射率待探測(cè)層，所述折射率待探測(cè)層的厚度為所使用波長(zhǎng)的1/15至100微米。