一种基于全介质的纳米线光学波导

专利主权项内容

1.一种基于全介质的纳米线光学波导的制作方法，其特征在于，全介质纳米线光学波导采用以下步骤制成：S1：确定介质包层的材料，选用该材料的一部分作为基底，在基底上匀一层PMMA胶；S2：确定介质纳米线的形状，然后按照介质纳米线的形状对PMMA胶层进行曝光；S3：确定介质纳米线的材料和尺寸，按照介质纳米线的尺寸用介质纳米线的材料对曝光的PMMA胶层进行镀膜；S4：用丙酮将PMMA胶层剥离；S5：在以上所得的结构上镀上一层介质包层材料，以和基底结合形成包层；或者，全介质纳米线光学波导采用以下步骤制成：S1：利用气相沉积法制作具有所需折射率的预制棒，气相沉积法可以为外气相沉积法、化学气相沉积法、气相轴向沉积法中的任意一种；S2：利用精密进给装置，以合适的速度把预制棒推入到高温炉中拉制成光纤；S3：确定介质包层的材料，选用该材料的一部分作为基底，把制作好的介质纳米线放置在基底上，控制好两个介质纳米线之间的间隙；S4：用溅射镀膜或旋涂的方法对S1-S3中所得到的结构镀上或旋涂上一层介质包层材料，以和基底结合形成包层；或者，一种横截面为圆形的全介质纳米线波导采用以下步骤制成：S1：选用Si材料作为介质纳米线的材料，利用气相沉积法制作出Si预制棒；S2：利用精密进给装置，以合适的速度把Si预制棒推入到高温炉中拉制成光纤，光纤的直径控制在225纳米；S3：选用SiO作为介质包层，把S2中制作好的Si纳米线放置在SiO基底上，控制两个Si纳米线之间的间隙为2纳米；22S4：用溅射镀膜或旋涂的方法对S1-S3中所得到的结构镀上或旋涂上一层SiO，以和SiO基底结合形成SiO包层；222解决不可以在一个波导结构中同时实现亚波长的模式局域性和超长距离传输的问题，制成的基于全介质的纳米线光学波导包括介质包层(1)和两个完全相同的介质纳米线(2)，两个介质纳米线(2)对称地嵌入到介质包层(1)中，且两个介质纳米线(2)之间存在一个纳米量级的间隙(3)；所述包层(1)的材料为SiO、BK7、BAK1、FK51A低折射率材料中的任意一种，材料选择灵活；2所述纳米线(2)的材料为Si、GaP、GaAs、InP高折射率材料中的任意一种，材料选择灵活；所述纳米线(2)的横截面的形状为圆形、方形或楔形；电磁场可以被有效地局域在两个介质纳米线之间的间隙(3)处，模式局域性好；所选的介质材料的损耗极低，可以实现超长距离的传输；全介质纳米线光学波导的导光机理是电磁场的正交边界条件，从而可以同时实现深亚波长的模式局域性和超长距离的传播；基于全介质的纳米线光学波导的导光机理是电磁场的正交边界条件，基于全介质的纳米线光学波导可以不受光的衍射极限的影响，从而可以将光局限在深亚波长量级，实现与表面等离子体波导同等程度的模式局域性，基于全介质的纳米线光学波导由于不含有金属成分，损耗极低，可以实现与传统介质波导同等数量级的超长距离的传输，基于全介质的纳米线光学波导可以同时实现深亚波长的模式局域性和超长距离的传播。