CN109752799B - 一种减小能量损失的圆偏振波导光源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减小能量损失的圆偏振波导光源，包括第一金属层，所述第一金属层上方设置有第一介质层、第二介质层，第一介质层与第二介质层之间存在有凹槽，第一介质层的上方设置有第二金属层，所述第二介质层的上方设置有第三金属层，凹槽内设置有与第二金属层、第三金属层间隔的发光介质，发光介质的上方设置有第四金属层；该减小能量损失的圆偏振波导光源，将波导与光源进行结合，解决现有导波光学系统的光源需要进行耦合存在的不足，使得进行波导研究的时候，不需要使用耦合器对光源进行耦合，光源所产生的光波，可以直接在波导中传播，能量损失小，节省了时间，避免了频繁进行耦合所造成的细微差异，有利于提高波导研究的精度。
Description
技术领域
本发明属于波导光源技术领域，具体涉及一种减小能量损失的圆偏振波导光源。
背景技术
导波光学以光的电磁理论为基础，研究光波在光学波导中的传播、散射、偏振、衍射等效应，成为各种光波导器件及光纤技术的理论基础。通常人们把光学纤维和其他导波光学器件的研究分属于两个不同的领域，即纤维光学和集成光学，但它们的理论基础却是相同的，这就是导波光学。
导波光学系统一般由光源、耦合器、光波导器件、光调制器和光探测器等组成。与传统的、非集成的离散光学元件系统相比，导波光学系统具有体积小、重量轻、结构紧凑和性能稳定等特点。导波光学系统具有体积小、性能稳定可靠、效率高、功耗低、使用方便等优点。
现有的导波光学系统的光源需要进行耦合，容易造成能量损失，而且每次进行波导耦合，会浪费时间，每次进行操作，均有细微的差异，容易影响精度。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是解决现有导波光学系统的光源需要进行耦合存在的不足。
为此，本发明提供了一种减小能量损失的圆偏振波导光源，包括第一金属层，所述第一金属层上方设置有第一介质层、第二介质层，第一介质层与第二介质层之间存在有凹槽，所述第一介质层的上方设置有第二金属层，所述第二介质层的上方设置有第三金属层，所述凹槽内设置有与第二金属层、第三金属层间隔的发光介质，所述发光介质的上方设置有第四金属层。
所述凹槽内设置有手性排列的金属结构。
所述手性排列的金属结构为多个长方形的金属块。
所述手性排列的金属结构为多个倾斜的圆柱形金属块。
所述第一介质层、第二介质层均为二氧化锰。
所述第一介质层、第二介质层的厚度为10nm～20nm。
所述发光介质为GaAs或InGaAs制成。
所述发光介质的厚度为50nm～80nm。
所述第一金属层的厚度为100mm～500mm。
所述凹槽的宽度为50nm～80nm。
本发明的有益效果：本发明提供的这种减小能量损失的圆偏振波导光源，将波导与光源进行结合，解决现有导波光学系统的光源需要进行耦合存在的不足，以及在耦合过程中会存在能量损耗，使得进行波导研究的时候，不需要使用耦合器对光源进行耦合，光源所产生的光波，可以直接在波导中传播，能量损失小，节省了时间，避免了频繁进行耦合所造成的细微差异，有利于提高波导研究的精度。并且由光源发出的光直接在波导内部与手性结构相互作用，形成圆偏振光，省去了光偏振态转化的光学装置，同时最大限度的减小了在转化圆偏振光时的能量损耗。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是减小能量损失的圆偏振波导光源的结构示意图。
图2是凹槽的结构示意图一。
图3是凹槽的结构示意图二。
图中：1、第一金属层；2、第一介质层；3、第二介质层；4、凹槽；5、第二金属层；6、第三金属层；7、发光介质；8、第四金属层。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
为了解决现有导波光学系统的光源需要进行耦合存在的不足。本实施例提供了一种如图1～图3所示的减小能量损失的圆偏振波导光源，包括第一金属层1，第一金属层1具有支撑的作用，以及作为该减小能量损失的波导连接电源负极的作用；所述第一金属层1上方设置有第一介质层2、第二介质层3，第一介质层2、第二介质层3主要起着绝缘、隔光的作用；第一介质层2与第二介质层3之间存在有凹槽4，所述第一介质层2的上方设置有第二金属层5，所述第二介质层3的上方设置有第三金属层6，第二金属层5、第三金属层6构成波导，所述凹槽4内设置有与第二金属层5、第三金属层6间隔的发光介质7，发光介质7作为光源，在通电以后可以发光，所述发光介质7的上方设置有第四金属层8，第四金属层8作为该减小能量损失的波导连接电源正极的作用，而且第四金属层8也与第二金属层5、第三金属层6间隔。
实际应用的时候，将第四金属层8与外接电源的正极连接，将第一金属层1与外接电源的负正极连接，就可以使得发光介质7发光，所发出的光波在波导内传播，不仅能量的损失少，而且不需要使用耦合器进行耦合，节省了时间，避免了频繁进行耦合所造成的细微差异，有利于提高波导研究的精度。
进一步的，所述凹槽4内设置有手性排列的金属结构。
如图2所示，所述手性排列的金属结构为多个长方形的金属块。
如图3所示，所述手性排列的金属结构为多个倾斜的圆柱形金属块。
进一步的，所述第一介质层2、第二介质层3均为不透光、绝缘性好的材料制成，可以选择使用二氧化锰制成；所述第一介质层2、第二介质层3的厚度相同，厚度的范围为10nm～20nm，第一介质层2、第二介质层3的厚度优先的选择为10nm、15nm等。
进一步的，所述发光介质7为由可发光的氧化物制成，例如GaAs或InGaAs制成；所述发光介质7的厚度为50nm～80nm；发光介质7的厚度优先的选择为50nm、60nm等；需要说明的是，发光介质7的厚度大于、等于第一介质层2与第二金属层5的厚度之和，或者说，发光介质7的厚度大于、等于第二介质层3与第三金属层6的厚度之和，这样可以确保所产生的光波，能够在波导内部传播，有利于减小能量损失；因此，当发光介质7的厚度为50nm，第一介质层2、第二介质层3的厚度为20nm时，第二金属层5与第三金属层6的厚度需小于30nm；当发光介质7的厚度为80nm，第一介质层2、第二介质层3的厚度为10nm时，第二金属层5与第三金属层6的厚度需小于50nm。
所述第一金属层1的厚度为100mm～500mm，优先的选择为100mm、200mm、300mm、400mm等。
所述凹槽4的宽度为50nm～80nm，优先的选择为50nm、60nm、70nm、80nm等。
进一步的，上述第一金属层1、第二金属层5、第三金属层6、第四金属层8均是由导电性良好的金属制成，比较常用的是金、银、铜，可以在节省成本的前提下，选择使用的金属材料，以及设置第一金属层1、第二金属层5、第三金属层6、第四金属层8的厚度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：包括第一金属层(1)，所述第一金属层(1)上方设置有第一介质层(2)、第二介质层(3)，第一介质层(2)与第二介质层(3)之间存在有凹槽(4)，所述第一介质层(2)的上方设置有第二金属层(5)，所述第二介质层(3)的上方设置有第三金属层(6)，所述第一金属层(1)上，凹槽(4)内设置有与第二金属层(5)、第三金属层(6)间隔的发光介质(7)，所述发光介质(7)的上方设置有第四金属层(8)；
其中，发光介质(7)的厚度大于、等于第一介质层(2)与第二金属层(5)的厚度之和；发光介质(7)的厚度大于、等于第二介质层(3)与第三金属层(6)的厚度之和。
2.如权利要求1所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述凹槽(4)内设置有手性排列的金属结构。
3.如权利要求2所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述手性排列的金属结构为多个长方形的金属块。
4.如权利要求2所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述手性排列的金属结构为多个倾斜的圆柱形金属块。
5.如权利要求1所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述第一介质层(2)、第二介质层(3)均为二氧化锰。
6.如权利要求1所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述第一介质层(2)、第二介质层(3)的厚度为10nm～20nm。
7.如权利要求1所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述发光介质(7)为GaAs或InGaAs制成。
8.如权利要求1所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述发光介质(7)的厚度为50nm～80nm。
9.如权利要求1所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述第一金属层(1)的厚度为100mm～500mm。
10.如权利要求1所述的一种减小能量损失的圆偏振波导光源，其特征在于：所述凹槽(4)的宽度为50nm～80nm。
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