[發明專利]一種亞波長相干信號補償裝置

有效

• 申請號: 201710317294.4
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN108803192B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 趙永生;林賢清
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/355;G02F1/37
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

本發明提供一種亞波長相干信號補償裝置，所述裝置包括非線性材料納米線和金屬基底；在非線性材料納米線和金屬基底之間存在納米尺寸的間隙。本發明強的等離子體限域效應將裝置中的光場分布被緊緊限域在非線性介質與間隙之間，從而實現低于衍射極限尺度上的二次諧波信號的增強及長距離傳輸。

技術領域

本發明涉及光學器件，具體地講，涉及一種亞波長相關信號補償裝置。

背景技術

寬波長可調的相干光源的小型化由于在多色探測及寬帶芯片光學集成等方面的潛在應用潛力獲得了廣泛關注。二次諧波是指產生入射激光信號的倍頻信號，在實現寬光譜光源方面有其獨特優勢，但要在突破光學衍射極限的器件尺寸基礎上實現二次諧波信號的長距離傳輸在目前仍然是一項挑戰。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種亞波長相干信號補償裝置，用于實現二次諧波信號在亞波長尺度范圍內的高效遠距離傳輸。

本發明通過如下技術方案實現：

一種亞波長相干信號補償裝置，其特征在于，所述裝置包括：

非線性材料納米線和金屬基底；在非線性材料納米線和金屬基底之間存在納米尺寸的間隙。

針對上述裝置，其中，所述裝置中為使二次諧波增強，間隙采用的厚度與間隙采用的材料相關。

針對上述裝置，其中，所述間隙的寬度為5-30納米。

本發明中，所述間隙的寬度能夠影響波導模式與表面等離子模式的耦合，也就是影響混合型等離子波導模式中對二次諧波信號的增強效果。

本發明中，設置間隙寬度是為了將光場從金屬表面的耗散層脫離，限域在納米線和間隙層中，降低損耗。

根據優選的技術方案，所述間隙的寬度優選為5-25納米，更優選5-15納米。

針對上述裝置，其中，所述間隙使用低折射率材料。

本發明中，選擇低折射率材料的目的和間隙寬度相同，也是為了將光場從金屬表面的耗散層脫離，限域在納米線和間隙層中，降低損耗。

如果材料的折射率太高，例如高過納米線材料的折射率的話，光場就會完全限域在間隙層中，這樣跟納米的相互作用就會很弱，沒有辦法完成轉換。

本發明通過間隙寬度和低折射率材料的選擇，使得上述效果更佳。針對上述裝置，其中，所述低折射率材料包括二氧化硅、氟化鎂、三氧化二鋁或有機高分子。

根據本發明，所述有機高分子選自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

針對上述裝置，其中，所述非線性材料包括硒化鋅、鈮酸鉀、硫化鋅、砷化鎵或磷化鎵納。

針對上述裝置，其中，所述金屬基底包括金、銀、鋁或銅基底。

與現有技術相比，本發明中的裝置實現了低于衍射極限尺度上的二次諧波信號的增強及長距離傳輸。

附圖說明

圖1為本發明實施例中補償裝置的示意圖；

圖中1為硒化鋅納米線，2為氟化鎂間隙，3為銀材質基底；

圖2為本發明實施例中在激發點采集的光譜，在425nm出有很強的倍頻信號峰，半峰寬為4nm；

圖3為本發明實施例中不同激光信號強度產生的二次諧波信號強度的示意圖；

圖4為本發明實施例中調節間隙厚度的二次諧波信號增強效果示意圖。

具體實施方式