[发明专利]波导、包括波导的装置和波导的制造方法

权利要求书

1.一种波导，包括：

第一导体层和第二导体层，由相对于波导模式的电磁波其介电常数的实部为负的负介电常数介质构成；和

芯层，与第一导体层和第二导体层接触并被设置在二者之间，并且包含半导体部分，

其中，至少第一导体层具有沿面内方向延伸的凹凸结构，以及

其中，凹凸结构沿与波导模式中的电磁波的传播方向垂直的方向布置，并且包含多个凸部。

2.一种波导，包括：

第一导体层和第二导体层，由相对于波导模式的电磁波其介电常数的实部为负的负介电常数介质构成；以及

芯层，与第一导体层和第二导体层接触并被设置在二者之间，并且包含半导体部分，

其中，至少第一导体层具有沿面内方向延伸的凹凸结构，以及

凹凸结构具有小于λg/2的间距长度，其中，λg＝λ/n_e，λ是电磁波的波长，并且n_e是波导的等效折射率。

3.一种波导，包括：

第一导体层和第二导体层，由相对于波导模式的电磁波其介电常数的实部为负的负介电常数介质构成；以及

芯层，与第一导体层和第二导体层接触并被设置在二者之间，并且包含半导体部分，

其中，至少第一导体层具有沿面内方向延伸的凹凸结构，以及

其中，凹凸结构具有小于100μm的间距长度。

4.根据权利要求1～3中的任一项的波导，其中，凹凸结构的凹部和凸部具有小于或等于λg/2的宽度，其中，λg＝λ/n_e，λ是电磁波的波长，并且n_e是波导的等效折射率。

5.根据权利要求1～3中的任一项的波导，其中，周期性地布置凹凸结构的凹部和凸部。

6.根据权利要求1～3中的任一项的波导，其中，凹凸结构的凹部至少被布置在要成为振荡模式的共振电场中的节点的位置。

7.根据权利要求1～3中的任一项的波导，其中，第二导体层具有沿面内方向延伸的凹凸结构。

8.根据权利要求1～3中的任一项的波导，其中，芯层具有用于通过载流子的子带间跃迁产生太赫兹波的多重量子阱结构。

9.根据权利要求1～3中的任一项的波导，其中，基板、第一导体层、芯层和第二导体层按该顺序层叠。

10.根据权利要求1～3中的任一项的波导，其中，凹凸结构具有在接近波导的端面时逐渐改变的疏密度。

11.一种使用电磁波的装置，包括：

在权利要求1～3中的任一项中限定的波导；和

运算单元，用于检测与样品交互的电磁波，并基于检测信号计算样品的状态。

12.一种根据权利要求1～3中的任一项的波导的制造方法，该方法包括：

制备在其上表面上具有半导体层的第一基板；

通过具有沿面内方向延伸的凹凸结构的第一导体层，将半导体层转移到第二基板的上表面上；以及

在半导体层的上表面上形成第二导体层。

13.一种制造包括通过根据权利要求12的方法制造的波导的振荡器的方法，其中，半导体层形成为具有电磁波增益的半导体层，并且波导形成为振荡器的共振器。