[发明专利]线栅波导

说明书

技术领域

本发明涉及在波引导介质中传播偏振辐射波的方法的领域。

背景技术

波导用于各种各样的目的。基本上，波导限制辐射基本上由波导引导地行进，从而在存在辐射的位置获得有界区域。在″Fabrication of a newbroadband waveguide polarizer with a double-layer 190nm pe-riodmetal-gratings using nanoimprint lithography″；Jian Wang；Schablitsky S；Zhaon-ing Yu；Yu Wei；Chou S Y，Journal of Vacuum Science &Technology B(Microelec-tronics and Nanometer Structures)，VOL 17，NR6，PG 2957-2960，ISSN 0734-211X中，提出了一种波导配置，其用于具有波导核心以及上、下包覆层的波导。线栅附接到核心。包覆层由折射率小于波导核心的介质构成，从而允许实现通过全内反射的常规的辐射传播模式。

发明内容

存在提供一种波导的需要，其中本文还称为相邻介质的包覆层不限于折射率小于波导核心以利用全内反射原理的材料，以便在流体介质中提供波导以用于生物感测目的。相应地，在本发明的一个方面中，提供了一种波导，其包括：波引导介质，其限定要在所述波引导介质中引导的波的衍射极限，具有一定折射率并且在第一和第二波反射平面结构之间被提供，其中至少所述第一平面结构形成多个孔径，所述孔径具有小于衍射极限的最小平面内孔径尺寸；并且其中所述第一平面结构设置在所述波引导介质与具有等于或大于波引导介质的折射率的相邻介质之间。

在本发明的另一个方面中，提供了检测波导中发光体(luminophore)的存在的方法，其包括：在包括波引导介质的波导中传播激发辐射，所述波引导介质限定要在所述波导中引导的激发辐射的衍射极限，具有一定折射率并且在被构造和设置成反射所述波引导介质中的所述波的第一和第二反射式平面结构之间被提供；所述平面结构中的至少一个包括限定小于衍射极限的最小平面内尺寸的孔径；在所述波引导介质中提供发光体，该发光体可由所述激发辐射激发以发射发光辐射；以及通过检测器检测所述发光辐射。

在本发明的一个方面中，提出了限制激发区域的波导，其中激发发光体；基本上与波导的周围介质无关。优选地，该波导用在发光传感器中，所述波导对于所述平面结构横向的介质馈送流是可渗透的；该介质包括发光体；并且所述检测器被设置成从所述平面结构横向的方向接收来自所述发光体的发光辐射。本发明的这些和其他方面根据以下描述的实施例将是清楚明白的，并且将参照这些实施例进行阐述。

附图说明

图1以截面图示出了依照本发明一个方面的波导的基本实施例；

图2示出了曲线图，该曲线图显示了对于由水包围的依照图1的波导的反射强度和相移与入射角的关系；

图3示出了依照图1的波导的模态强度分布；

图4示出了基本模式的衰减长度与波导宽度的依赖关系；

图5图解说明了示出依照本发明一个方面的发光传感器的第一实施例的示意图；

图6图解说明了示出依照本发明一个方面的发光传感器的第二实施例的示意图；

图7图解说明了示出依照本发明一个方面的发光传感器的第三实施例的示意图；

图8图解说明了示出依照本发明一个方面的发光传感器的第四实施例的示意图；

图9示意性地分别示出了包括限制结构的波导实施例的顶视图和截面视图；

图10示出了用于波导实施例的支撑结构的示意性侧视图；以及

图11示出了包括图10的支撑结构的波导的顶视图。

具体实施方式

本发明提出了作为有吸引力的装置的波导，其用于发光体的局部化激发以及激发辐射和发射辐射之间的自然分离，后一种辐射也称为发光。辐射典型地为电磁波谱的可见或近红外区域中的光。作为一个实例，在大约300-1000nm的波长中提供激发辐射和发光(例如荧光)。在一个实施例中，所述波导包括一对有切口的平面结构，其也称为线栅，间隔典型地为100nm直到数微米。因此，可以提供偏振选择波导概念。该概念也适用于其他的应用，其中希望光被限制在具有比其环境低的折射率的材料中，比如水。

这个概念的优点可以包括如下：