[发明专利]一种低损耗表面等离子激元光波导

摘要

本发明公开了一种具有低传输损耗的表面等离子激元光波导，该波导结构的横截面包括介质基底层(4)、位于介质基底层上的高折射率介质区域(3)、位于高折射率介质区域上的金属层(1)、被高折射率介质区域和金属基底层包围的低折射率介质区域(2)以及包层(5)。金属层下方的高折射率介质区域可显著地缩小该波导结构的光场分布范围，实现对传输光场的二维亚波长约束；同时低折射率介质区域的存在，使得该波导仍能保持较低的传输损耗。所述光波导结构克服了现有表面等离子激元光波导在光场限制能力和传输损耗之间的矛盾，为超高集成度光波导芯片的实现提供可能。

主权项

一种同时具备低传输损耗和强场约束能力的表面等离子激元光波导结构，其横截面包括介质基底层、位于介质基底层上的高折射率介质区域、高折射率介质区域上方的金属层、被高折射率介质区域和金属层包围的低折射率介质区域以及包层；其中，高折射率介质区域的宽度范围为所传输光信号的波长的0.06‑0.4倍，高度范围为所传输的光信号的波长的0.06‑0.4倍，低折射率介质区域上方与金属层下方相接，且低折射率介质区域的宽度范围为高折射率介质区域宽度的0.15‑0.9倍，其高度范围为高折射率介质区域宽度的0.15‑0.9倍，金属层的宽度大于低折射率介质区域的宽度且不大于高折射率介质区域的宽度；高折射率介质的材料折射率高于介质基底层、低折射率介质区域、以及包层的材料折射率，介质基底层的材料折射率大于1.4，介质基底层、低折射率介质区域和包层的材料可为相同材料或不同材料，介质基底层、低折射率介质区域和包层的材料折射率的最大值与高折射率介质的材料折射率的比值小于0.75。