[發(fā)明專利]能量吸收器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710441872.5
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107167874B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊霄;鄒長鈴;任希鋒;郭光燦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 11021 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 任巖<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入國

一種能量吸收器，包括：介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)，用于傳輸光子；以及金屬包覆層，包括金屬吸收結(jié)構(gòu)，在所述金屬吸收結(jié)構(gòu)中，金屬層完全包覆所述介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能量吸收器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的能量吸收器，多采用諧振腔方案來實(shí)現(xiàn)消除反射和透射，但是采用，要求諧振腔必須工作在臨界耦合的條件下，對腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)要求很高，諧振腔的吸收譜是洛倫茲線型，譜寬相對較低，諧振腔的共振中心波長對溫度很敏感，當(dāng)工作一段時(shí)間后，腔內(nèi)儲(chǔ)存的能量會(huì)導(dǎo)致溫度升高，從而帶來不穩(wěn)定性，諧振腔腔內(nèi)建立起穩(wěn)定的振蕩需要時(shí)間，所以不利于超快脈沖相關(guān)的應(yīng)用，特別地，在集成光路中，能量通常是特定偏振的模式，對于同一個(gè)諧振腔結(jié)構(gòu)，其共振峰通常不同，很難實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)偏振的同時(shí)吸收。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有方案存在的問題，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，本發(fā)明提出了一種能量吸收器，可以在集成光學(xué)芯片中用于消除雜散光和強(qiáng)光給信息處理過程帶來的噪聲等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種能量吸收器，包括：介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)，用于傳輸光子；以及金屬包覆層，包括金屬吸收結(jié)構(gòu)，在所述金屬吸收結(jié)構(gòu)中，金屬層完全包覆所述介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述金屬包覆層還包括金屬絕熱結(jié)構(gòu)，所述金屬絕熱結(jié)構(gòu)絕熱地包覆所述介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)，在所述光子傳輸?shù)姆较蛏希鼋饘俳^熱結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述金屬吸收結(jié)構(gòu)之前。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述金屬絕熱結(jié)構(gòu)包括至少一連續(xù)性曲面結(jié)構(gòu)，所述連續(xù)性曲面結(jié)構(gòu)的連續(xù)性曲面沿所述光子傳輸?shù)姆较蛑饾u靠近所述介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)直至所述連續(xù)性曲面與所述介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)相切。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述連續(xù)性曲面為圓弧面、拋物面或者雙曲面。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述連續(xù)性曲面結(jié)構(gòu)為兩個(gè)，所述兩個(gè)連續(xù)性曲面結(jié)構(gòu)分別位于所述介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)的兩側(cè)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述兩個(gè)連續(xù)性曲面結(jié)構(gòu)相對于光學(xué)波導(dǎo)對稱設(shè)置，所述連續(xù)性曲面結(jié)構(gòu)的連續(xù)性曲面為圓弧面。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，連續(xù)性曲面曲率半徑越大，所述光子的反射率越低。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述金屬吸收結(jié)構(gòu)的長度越長，所述吸收效率越高。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述金屬吸收結(jié)構(gòu)的長度大于傳播長度L，其中傳播長度L為光子在金屬與介質(zhì)交界面的表面等離激元模式的強(qiáng)度衰減為初始值的1/e時(shí)傳播的距離。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述金屬絕熱結(jié)構(gòu)與所述金屬吸收結(jié)構(gòu)鄰接設(shè)置，且兩者一體形成。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述介質(zhì)光學(xué)波導(dǎo)為硅基波導(dǎo)。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

采用金屬吸收結(jié)構(gòu)，能量吸收過程不存在共振條件，對于待吸收光子的波長、偏振等沒有要求，工作帶寬可以很寬；

采用金屬絕熱結(jié)構(gòu)，反射率可降至0.1％以下，所以對前置光路幾乎沒有影響；

本發(fā)明中的能量吸收器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，金屬絕熱結(jié)構(gòu)，與諧振腔型結(jié)構(gòu)相比，允許比較大的加工誤差，對加工工藝的要求不高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中的能量吸收器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為光學(xué)模式與表面等離激元模式的有效折射率曲線圖；

圖3為表面等離激元模式的傳播長度與入射波長的關(guān)系曲線圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)驗(yàn)例中金屬絕熱結(jié)構(gòu)的傅里葉變換譜圖及能量吸收器的反射率與金屬圓弧面曲率半徑的關(guān)系圖；