[實(shí)用新型]一種深紫外平面光波導(dǎo)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820723923.3
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN208172288U
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳锜;姬蘭亭;田亮;宋冉;孫遠(yuǎn)明;孫清泉;竇琳;佟瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 德州堯鼎光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B1/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本實(shí)用新型屬于光信號處理器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種深紫外平面光波導(dǎo)，主體結(jié)構(gòu)包括基底層、凸臺、芯層、保護(hù)層和上包層，材質(zhì)為二氧化硅的基底層能夠減少熱應(yīng)力，摻雜硼和磷的芯層和上包層對深紫外波段光的吸收量少，同時(shí)能夠提高光波導(dǎo)的折射率，材質(zhì)為二氧化硅的保護(hù)層能夠防止芯層與上包層的互溶，基底層、芯層、保護(hù)層和上包層構(gòu)成橫截面為矩形結(jié)構(gòu)的摻雜硼和磷的石英異質(zhì)波導(dǎo)可以應(yīng)用在深紫外波段，對生物與化學(xué)傳感、醫(yī)療衛(wèi)生、食品安全、海洋探測等領(lǐng)域的發(fā)展有重要意義；其光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)和制作方法工藝簡單，既能提高折射率，又能降低深紫外光的傳輸損耗，能夠作為各種光器件的制造原材料。

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型屬于光信號處理器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種深紫外平面光波導(dǎo)，采用摻雜硼和磷的石英石異質(zhì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在深紫外波段實(shí)現(xiàn)較小的光傳輸損耗，以廣泛應(yīng)用于的生物與化學(xué)傳感、醫(yī)療衛(wèi)生、食品安全和海洋探測等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光波導(dǎo)(optical waveguide)是引導(dǎo)光波在其中傳播的介質(zhì)裝置，又稱介質(zhì)光波導(dǎo)，光波導(dǎo)有兩大類：一類是集成光波導(dǎo)，包括平面(薄膜)介質(zhì)光波導(dǎo)和條形介質(zhì)光波導(dǎo)，通常都是光電集成器件(或系統(tǒng))中的一部分，所以叫作集成光波導(dǎo)；另一類是圓柱形光波導(dǎo)，通常稱為光纖(光學(xué)纖維)。光波導(dǎo)由光透明介質(zhì)(如石英玻璃)構(gòu)成的傳輸光頻電磁波的導(dǎo)行結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)的傳輸原理不同于金屬封閉波導(dǎo)，在不同折射率的介質(zhì)分界面上，電磁波的全反射現(xiàn)象使光波局限在波導(dǎo)及其周圍有限區(qū)域內(nèi)傳播；多模和單模光纖已成功地應(yīng)用于通信，光纖的傳輸特性對外界的溫度和壓力等因素敏感，因而可制成光纖傳感器，用于測量溫度、壓力、聲場等物理量。平面介質(zhì)光波導(dǎo)是最簡單的光波導(dǎo)，是用折射率為n2的硅(或砷化鎵，或玻璃)作基片，用微電子工藝在它上面鍍一層折射率為n1的介質(zhì)膜，再加上折射率為n3的覆蓋層制成，通常取n1>n2>n3，以便將光波局限在介質(zhì)膜內(nèi)傳播。條形介質(zhì)光波導(dǎo)是在折射率為n2的基體中產(chǎn)生一個(gè)折射率為n1的長條，取n1>n2，以便將光波局限在長條內(nèi)傳播，這種光波導(dǎo)常用作光的分路器、耦合器、開關(guān)等功能器件。光波導(dǎo)的橫向尺寸比光的波長大很多時(shí)，光的波動性所產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象一般可略去不計(jì)，可用幾何光學(xué)定律來處理光在其中的傳播問題，如集成光波導(dǎo)和階躍折射率光纖中，都是利用入射角大于臨界角使光在邊界上發(fā)生全反射，結(jié)果光便沿折線路徑在其中傳播，梯度折射率光纖中，則利用光逐漸往折射率大的方向彎曲的規(guī)律，使光線沿曲線路徑在其中傳播。光波導(dǎo)的橫向尺寸與光的波長相差不大時(shí)，光的波動性所產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象便不能略去，需用光的電磁理論來處理光在其中的傳播問題，即由麥克斯韋方程組出發(fā)，列出邊界條件，求解光波的電場和磁場在光波導(dǎo)內(nèi)的分布和傳播特性，從而解決有關(guān)問題，計(jì)算表明，對于一種給定形狀和折射率的光波導(dǎo)，能在其中傳播的光波，其電場和磁場的分布有各種不同形式，把每一種形式叫作一種傳輸模，簡稱為模；每種模都存在一個(gè)截止頻率，如果光波的頻率低于這個(gè)截止頻率，這種模的光就不能在該光波導(dǎo)中傳播。光纖的直徑越大能傳輸?shù)哪?shù)就越多，能傳輸多種模的光纖叫作多模光纖；只能傳輸一種模的光纖叫作單模光纖；多模光纖常用于近距離傳輸，如內(nèi)窺鏡等；單模光纖則用于遠(yuǎn)距離通信。