[發(fā)明專利]諧振波導(dǎo)光柵及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780097344.0
• 申請日: 2017-10-02
• 公開（公告）號(hào): CN111512189B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.巴塞
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞士CSEM電子顯微技術(shù)研發(fā)中心
• 主分類號(hào): G02B5/18
• 分類號(hào): G02B5/18;G02B6/34;G02B6/124;G02B27/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周學(xué)斌;申屠偉進(jìn)

1.一種諧振波導(dǎo)光柵，其定義了第一側(cè)和與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)，所述諧振波導(dǎo)光柵包括：

- 基板層，其定義了第一基板表面和面向所述第一基板表面的第二基板表面；

- 波導(dǎo)層，其具有布置在所述基板層上的第一波導(dǎo)表面和第二波導(dǎo)表面，并且具有在垂直于所述第一波導(dǎo)表面的方向上定義的預(yù)定介電常數(shù)函數(shù)，

- 多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)，

其中，

- 所述波導(dǎo)層被配置成在預(yù)定波長范圍內(nèi)引導(dǎo)至多十個(gè)波導(dǎo)光模，

- 所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)相鄰凹槽，每個(gè)凹槽定義了凹槽中心，并且所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)相鄰?fù)辜?，每個(gè)凸脊定義了凸脊中心，所述兩個(gè)相鄰凹槽在它們的中心之間具有亞波長距離，所述亞波長距離不同于在所述兩個(gè)相鄰?fù)辜沟闹行闹g的亞波長距離，所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)具有非周期性布置，所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)具有空間傅立葉變換，該空間傅立葉變換包含至少兩個(gè)有差別的有效空間頻率分量，所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)不具有分立的分離諧振波導(dǎo)耦入器和諧振波導(dǎo)耦出器；

- 所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)被布置成通過所述波導(dǎo)層進(jìn)行光學(xué)通信，所述波導(dǎo)層的介電常數(shù)函數(shù)和所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)的尺寸和取向被挑選成使得多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)通過衍射而將入射光束的至少耦入部分諧振地耦合到所述波導(dǎo)層中，所述入射光束由光發(fā)射器提供到波導(dǎo)層的所述至多十個(gè)波導(dǎo)模中的至少一個(gè)中，

- 所述多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)被配置成通過衍射而將所述至少耦入部分的耦出小部分從所述波導(dǎo)層諧振地耦出，使得所述多個(gè)壓波長結(jié)構(gòu)從所述波導(dǎo)層提供耦入和耦出；

- 所述至少耦入部分的所述耦出小部分具有在所述預(yù)定波長范圍內(nèi)的預(yù)定中心波長λ₀，并且具有預(yù)定光譜寬度Δλ，所述耦出小部分是入射光束的衍射部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，至少兩個(gè)凹槽和/或至少兩個(gè)凸脊具有不同的形狀和/或尺寸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，在所述入射光束的光譜的至少一部分中，波導(dǎo)層具有的平均折射率高于所述基板層的折射率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，波導(dǎo)層由包含至少電介質(zhì)的材料或半導(dǎo)體材料制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，在所述入射光束的光譜的至少一部分中，電介質(zhì)材料或半導(dǎo)體具有的光學(xué)指數(shù)高于所述基板層的折射率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，在所述入射光束的光譜的至少一部分中，電介質(zhì)材料或半導(dǎo)體具有的光學(xué)指數(shù)高于所述基板層的折射率至少0.1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，波導(dǎo)層將由不同的材料制成的至少兩個(gè)層包括到波導(dǎo)層的至少一側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振波導(dǎo)光柵，包括多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)，其中至少兩個(gè)凹槽和至少兩個(gè)凸脊具有二元形狀或正弦形狀或三角形形狀或傾斜形狀。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，所述波導(dǎo)層與多個(gè)亞波長結(jié)構(gòu)的形狀基本上共形。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，所述至少兩個(gè)有差別的有效空間頻率分量大于所述預(yù)定波長λ₀的空間頻率1/λ₀的十分之一。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，所述有效空間頻率分量之一大于所述預(yù)定波長λ₀的空間頻率1/λ₀。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的諧振波導(dǎo)光柵，其中，所述至少有差別的有效空間頻率分量中的兩者都大于所述預(yù)定波長λ₀的空間頻率1/λ₀。