[發明專利]全介質反射型高效超薄分束器及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201810289911.9
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN110320670A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 蔣春萍;李玉雄;谷承艷;隋展鵬;劉峰峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G02B27/14
• 分類號: G02B27/14;G02B5/08
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于包括結構單元陣列，并且其中的每個結構單元包括：

高效疊層反射器，其具有基于分布式布拉格反射結構的結構；

介質傳輸層，其設置在高效疊層反射器上；以及

介質功能層，其設置在介質傳輸層上，并包括周期化的納米柱陣列結構。

2.根據權利要求1所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述基于分布式布拉格反射結構的結構包括由多對高折射率介質層和低折射率介質層交替疊加形成的周期性結構，并且所述高折射率介質層、低折射率介質層的光學厚度為中心反射波長的1/4。

3.根據權利要求2所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述高折射率介質層的材質包括硅、鍺和二氧化鈦中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述高折射率介質層的厚度為42nm～62nm。

4.根據權利要求2所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述低折射率介質層的材質包括氟化鎂、二氧化硅、藍寶石和氧化鋯中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述低折射率介質層的厚度為80nm～120nm。

5.根據權利要求1所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述介質傳輸層的材質包括低折射率透光介質材料；優選的，所述低折射率透光介質材料包括氟化鎂、二氧化硅、藍寶石和氧化鋯中的任意一種或兩種以上的組合；和/或，所述介質傳輸層的厚度為40nm～60nm。

6.根據權利要求1所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述介質功能層的材質包括半導體材料；優選的，所述半導體材料包括硅和/或鍺；和/或，所述介質功能層的厚度為40nm～60nm。

7.根據權利要求1所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述納米柱陣列結構包括周期性交替排列的有限個直徑不一的柱體，并且所述有限個直徑相對較大的柱體和有限個直徑相對較小的柱體的排列規則符合廣義斯聶耳定律。

8.根據權利要求1所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于，所述周期化的納米柱陣列結構包括交替排列的有限個第一陣列和有限個第二陣列，每一第一陣列由有限個直徑相對較大的柱體沿兩根以上平行線排布形成，每一第二陣列由有限個直徑相對較小的柱體沿兩根以上平行線排布形成，而且每一第一陣列與每一第二陣列相互平行。

9.根據權利要求7或8所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述納米柱陣列結構中直徑相對較大的柱體的直徑不大于所述結構單元的周期，所述直徑相對較小的柱體的直徑小于所述結構單元的周期。

10.根據權利要求1或8所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：每個結構單元的周期為180nm～250nm。

11.根據權利要求7或8所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于：所述直徑相對較大的柱體的直徑為160nm～240nm，所述直徑相對較小的柱體的直徑為15nm～60nm，所述直徑相對較大的柱體和/或直徑相對較小的柱體的高度為40nm～70nm；優選的，所述直徑相對較大的柱體的直徑為180nm～240nm，所述直徑相對較小的柱體的直徑為15nm～30nm，所述直徑相對較大的柱體和/或直徑相對較小的柱體的高度為40nm～60nm；和/或，所述直徑相對較大的柱體、直徑相對較小的柱體為圓柱體或立方體；優選的，相鄰兩個柱體之間的距離等于每個結構單元的周期減去相鄰兩個柱體的半徑之和。

12.根據權利要求1所述的全介質反射型高效超薄分束器，其特征在于還包括基底，所述高效疊層反射器覆設于所述基底上。