[實用新型]一種基于多次反射的光束平移裝置

有效

• 申請號: 201420290822.3
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN203870349U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 殷澄;李建;單鳴雷;高遠;韓慶邦;朱昌平
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種基于多次反射的光束平移裝置。

背景技術

光束在兩種介質界面上全反射時，反射點相對于入射點在相位上有一突變，而反射光相對于入射光在空間上有一段距離，這一距離被稱為古斯－漢欣位移。由于在一般情況下，光束的側向位移在波長量級，而激光束本身具有一定的束腰寬度，比如針對毫米的量級寬度的激光束而言，單次全反射所產生的古斯－漢欣位移與光束本身的寬度相比顯得很小，給應用這種側向位移帶來很大困難。

在現有研究中，光束平移控制主要原理是基于全反射時產生的古斯－漢欣位移效應或者IF位移效應，已研究的相關結構包括各種光學薄膜（薄介質板）結構、金屬或者kerr材料，含各向異性特征或手性特征的材料、負折射率材料和光子晶體等。

本專利使用平行設置的兩個金屬包覆波導結構，通過多次反射來使波長量級的古斯-漢欣位移累加以便應用，使激光束通過單次反應獲得更大的位移，而通過多次反射來累積這種位移以便分辨或者使用。可廣泛應用于集成光學中，比如可以廣泛應用于設計光學邏輯器件、全光通訊網絡、乃至光計算機的設計中。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于多次反射的光束平移裝置，使激光束通過單次反應獲得更大的位移，而通過多次反射來累積這種位移以便分辨或者使用，進一步的，方便調節裝置。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種基于多次反射的光束平移裝置，其特征在于，包括自上而下平行設置的第一波導結構和第二波導結構，所述第一波導結構和第二波導結構之間間距一定距離，所述第一波導結構自上而下依次包括第一金屬襯底層、第一光學玻璃層和第一金屬耦合層，所述第二波導結構自上而下依次包括第二金屬耦合層、第二光學玻璃層和第二金屬襯底層，所述第一金屬耦合層和第二金屬耦合層是金膜層或銀膜層。

金屬耦合層沉積在光學玻璃層一側，金屬襯底層沉積在光學玻璃層另一側，光學玻璃層為導波層，當入射光束耦合進波導結構，光學玻璃層形成被激發的導模，導模的激發增強了全反射時的側向位移效應，通過多次反射，可獲得側向位移更大的出射光束，可達微米量級，方便后續的應用。能夠控制激光光束在微米甚至納米尺度內精確的側向位移。

進一步的，所述第二波導結構底部設置有底座，所述底座兩端至少設置有一個支柱，所述支柱頂部設置有水平直桿，所述第一波導結構的頂部固定設置有可沿著水平直桿滑動的滑塊。由于光束平移裝置產生的位移是可正可負的，也可以是臨界狀態（即光束理論上會停留在原處），因此優選光束平移裝置的位置是可調節的，相同的入射點，第一波導結構的水平位置是可以調節的，方便獲得出射光。

本實用新型的有益效果是：使激光束通過單次反應獲得更大的位移，而通過多次反射來累積這種位移以便分辨或者使用，進一步的，方便調節裝置，獲得出射光。

附圖說明

圖1為本實用新型一種基于多次反射的光束平移裝置的結構示意圖；

圖2為利用有限元方法的數值仿真結果示意圖；

圖3為本實用新型一種可調節的基于多次反射的光束平移裝置的結構示意圖；

圖4為四種情形下位移的放大示意圖；

附圖的標記含義如下：

1：第一波導結構；2：第二波導結構；31：第一金屬耦合層；32：第二金屬耦合層；41：第一光學玻璃層；42：第二光學玻璃層；51：第一金屬襯底層；52：第二金屬襯底層；6：底座；7：水平直桿；8：第一支柱；9：第二支柱；10：滑塊。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型技術方案作進一步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

如圖1所示，一種基于多次反射的光束平移裝置，包括自上而下平行設置的第一波導結構1和第二波導結構2，所述第一波導結構1和第二波導結構2之間間距一定距離，即第一波導結構1和第二波導結構2之間的空隙是空氣。需說明的是，為了便于區分，分別在相同部件名稱前加了第一或第二作為限定，后續的名稱也是。波導結構（即第一波導結構1和第二波導結構2）也可以稱作為金屬包覆波導結構，所述第一波導結構1自上而下依次包括第一金屬襯底層51、第一光學玻璃層41和第一金屬耦合層31，所述第二波導結構2自上而下依次包括第二金屬耦合層32、第二光學玻璃層42和第二金屬襯底層52，所述第一金屬耦合層31和第二金屬耦合層32是金膜層或銀膜層，即材質是金或銀形成的膜層。