[發(fā)明專利]一種基于表面等離子激元的硅基模階數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010716604.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112394506B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐銀;劉路平;倪屹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B27/00
• 分類號(hào): G02B27/00;G02B6/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于表面等離子激元的硅基模階數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括有以下步驟：

S1：將輸入的硅基波導(dǎo)橫電基模TE₀轉(zhuǎn)變?yōu)?階橫電模式，即TE₀-TE₁：將單個(gè)金屬錐體設(shè)置在硅基波導(dǎo)的頂部側(cè)半邊；

S2：將輸入的硅基波導(dǎo)橫電基模TE₀轉(zhuǎn)變?yōu)?階橫電模式，即TE₀-TE₂：包括有兩種結(jié)構(gòu)：

S2.1：將兩個(gè)相同的金屬錐體對(duì)稱設(shè)置在硅基波導(dǎo)的頂部?jī)蓚?cè)；

S2.2：將單個(gè)金屬錐體設(shè)置在硅基波導(dǎo)的頂部中間位置；

S3：將輸入的硅基波導(dǎo)橫電基模TE₀轉(zhuǎn)變?yōu)?階橫電模式，即TE₀-TE₃：將兩個(gè)不同的金屬錐體以非對(duì)稱形式設(shè)置在硅基波導(dǎo)頂部；

S4：將輸入的硅基波導(dǎo)橫電基模TE₀轉(zhuǎn)變?yōu)?階橫電模式，即TE₀-TE₄：包括有兩種結(jié)構(gòu)：

S4.1：將三個(gè)相同的金屬錐體對(duì)稱設(shè)在硅基波導(dǎo)的頂部，其中一個(gè)金屬錐體設(shè)置在硅基波導(dǎo)的頂部中間，另外兩個(gè)金屬錐體對(duì)稱設(shè)置在頂部金屬錐體的兩側(cè)；

S4.2：將兩個(gè)相同的金屬錐體對(duì)稱設(shè)置在硅基波導(dǎo)的頂部?jī)蓚?cè)；

S5：按照S1-S4的步驟類推，將輸入的硅基波導(dǎo)橫電基模TE₀轉(zhuǎn)變?yōu)閚階奇數(shù)橫電模式，即TE₀-TE_n，n＝3,5…：對(duì)應(yīng)的硅基波導(dǎo)頂部以非對(duì)稱形式設(shè)置有大小不等的個(gè)金屬錐體；

S5：按照S1-S4的步驟類推，將輸入的硅基波導(dǎo)橫電基模TE₀轉(zhuǎn)變?yōu)閚階偶數(shù)橫電模式，即TE₀-TE_n，n＝4,6…：包括有兩種結(jié)構(gòu)：對(duì)應(yīng)的硅基波導(dǎo)頂部設(shè)置有大小相同的或個(gè)金屬錐體，其中一種是一個(gè)金屬錐體設(shè)置在硅基波導(dǎo)的頂部中間，其余金屬錐體對(duì)稱設(shè)置在頂部金屬錐體的兩側(cè)，另一種則是所有金屬錐體全部對(duì)稱設(shè)置在硅基波導(dǎo)的頂部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面等離子激元的硅基模階數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所有的金屬錐體直接沉積于硅基波導(dǎo)的上表面，與硅基波導(dǎo)的上表面之間沒(méi)有間隔空隙。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面等離子激元的硅基模階數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所有的金屬錐體頂視圖為上底遠(yuǎn)小于下底的梯形，梯形下底邊長(zhǎng)為0.35-0.4微米之間，上底邊長(zhǎng)為0.08-0.1微米之間，高為3.5-5微米之間，錐體厚度大于0.1微米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面等離子激元的硅基模階數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所有的金屬錐體的材質(zhì)選用CMOS兼容的金或者銀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面等離子激元的硅基模階數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所有的硅基波導(dǎo)在絕緣體硅平臺(tái)上制備。