[發(fā)明專利]一種基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810856591.0
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108897075B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷雨;梁斌明;莊松林
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;G02B5/18
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 袁步蘭

1.一種基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件，其特征在于，包括縱向布置的硅球和光子晶體；所述硅球放置在所述光子晶體底邊的一側(cè)；

其中，所述光子晶體的底邊經(jīng)過邊緣切除處理；所述光子晶體的斜邊上設(shè)置多個等周期的光柵；

所述光子晶體基底介質(zhì)為硅介質(zhì)，折射率為3.4，切除底邊邊緣空氣孔半徑的5％～35％，光子晶體晶格常數(shù)0.482μm；空氣孔半徑0.17593μm；入射波長1.54μm≤λ≤1.62μm；

所述硅球遠離光子晶體的一側(cè)放置光源；所述光源輸出的平行光線入射至所述硅球的下表面，經(jīng)過所述硅球的一次亞波長成像后，在所述硅球的上表面形成亞波長聚焦光斑，所述亞波長聚焦光斑向外擴散，并依次從所述光子晶體的底邊和斜邊經(jīng)過負折射后匯聚到光子晶體斜邊外的一點，形成亞波長成像點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件，其特征在于，靠近底邊的光柵與所述底邊和斜邊交點處的距離范圍為0.07μm～0.29μm；

所述光柵的內(nèi)端口的寬度0.342μm；

所述光柵的外端口的寬度0.376μm；

所述內(nèi)端口與斜邊邊緣處的空氣孔的圓心距離為0.246μm；

所述外端口與斜邊邊緣處的空氣孔的圓心距離為0.464μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件，其特征在于，所述空氣孔形成空氣柱；所述空氣柱按照六邊形晶格周期性排列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件，其特征在于，所述周期為0.482μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件，其特征在于，所述硅球的折射率為3.4，曲率半徑范圍0.468～0.54或-0.468～-0.54；所述硅球上表面與所述底邊的最小距離為0.2μm～1μm；光子晶體的斜邊和底邊的交點處構(gòu)成光子晶體的尖角，所述硅球的中心與所述尖角的水平距離1.5μm～4μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件，其特征在于，進一步包括透鏡；所述透鏡設(shè)置在所述光源和硅球之間；所述光源輸出的平行光線經(jīng)過所述透鏡，垂直聚焦在所述硅球的下表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于硅球及光子晶體負折射效應(yīng)的亞波長成像器件，其特征在于，所述透鏡的曲率半徑為3500或-3500；所述透鏡的焦距為2295μm；所述透鏡與所述硅球下表面的最小垂直距離1537μm～1547μm。