CN208999589U - 一种高灵敏度动态可调的并行波导结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高灵敏度动态可调的并行波导结构，包括狭缝波导结构和调控单元，应用电致伸缩结构调节狭缝波导中缝隙的宽度，进而调节波导中传播的表面等离激元模式。因为电致伸缩材料具有在电场作用下，伸缩非常敏感的特性，所以该波导结构具有高灵敏度动态调节狭缝中表面等离激元模式的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电子技术领域，具体涉及一种高灵敏度动态可调的并行波导结构。
背景技术
由于衍射极限的限制，传统光信号传输方式无法实现亚波长设计，并且传统传输线之间的耦合较大，影响了光电子器件集成。
表面等离激元波导结构是基于表面等离激元设计的新型波导结构，突破了传统衍射极限，是光电子研究中的重要研究方向。
并行表面等离激元波导结构是提高集成度的重要设计，但是波导中表面等离激元模式单一，不能动态调节该模式的问题。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种高灵敏度动态可调的并行波导结构，所述并行波导结构包括高折射率顶板、低折射率介质、金属凸起线、上层金属薄膜、下层金属薄膜、电致伸缩结构、绝缘层、衬底，上层金属膜和绝缘层开有条形槽，金属凸起线和电致伸缩结构置于条形槽中，金属凸起线位于电致伸缩结构的上部并与电致伸缩结构连接、且金属凸起线与上层金属膜连接，绝缘层和电致伸缩结构置于下层金属薄膜上，高折射率顶板、低折射率介质和金属凸起线构成狭缝波导结构，狭缝波导结构按照水平方向周期排列，金属凸起线、上层金属薄膜、下层金属薄膜、电致伸缩结构、绝缘层构成调控单元，调控单元按照与狭缝波导结构相同的周期水平方向排列。
进一步的，所述电致伸缩结构的截面为矩形。
进一步的，所述金属凸起线的截面为矩形，宽度与电致伸缩结构的宽度相同。
进一步的，所述下层金属薄膜为分离的金属条，电致伸缩结构置于金属条上。
进一步的，所述电致伸缩结构的材料为锆钛酸铅陶瓷材料。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种动态可调的并行波导结构应用电致伸缩结构调节狭缝波导结构中狭缝的宽度，因为电致伸缩材料在电场的作用下，材料发生伸缩，这种伸缩具有很高的灵敏度和精确度，相比于传统调控方法，例如热膨胀原理调控狭缝的宽度，具有更高的灵敏度、精确度和可靠性。如果将本实用新型中的下层金属薄膜设置为分离的条，那么可以实现每个波导的单独调控。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是高灵敏度动态可调的并行波导结构示意图一。
图2是高灵敏度动态可调的并行波导结构示意图二。
图中：1、高折射率顶板；2、低折射率介质；3、金属凸起线；4、上层金属薄膜；5、下层金属薄膜；6、电致伸缩结构；7、绝缘层；8、衬底。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型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实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
为了实现高灵敏度动态可调的并行波导结构，本实用新型提供了一种如图1所示的并行波导结构，该并行波导结构包括高折射率顶板1、低折射率介质2、金属凸起线3、上层金属薄膜4、下层金属薄膜5、电致伸缩结构6、绝缘层7、衬底8。上层金属膜4和绝缘层7开有条形槽，金属凸起线3和电致伸缩结构6置于条形槽中，电致伸缩结构6的截面为矩形，金属凸起线3的截面也为矩形，其宽度与电致伸缩结构6的宽度相同，方便电致伸缩结构6和金属凸起线3在条形槽中移动。金属凸起线3位于电致伸缩结构6的上部并与电致伸缩结构6连接、且金属凸起线3与上层金属膜4连接，绝缘层7和电致伸缩结构6置于下层金属薄膜5上。使用时，上层金属薄膜4和下层金属薄膜5上连接电极，在电致伸缩结6构两端形成电场，改变该电场，调节电致伸缩结构6的长度。高折射率顶板1、低折射率介质2和金属凸起线3构成狭缝波导结构，狭缝波导结构按照水平方向周期排列。金属凸起线3、上层金属薄膜4、下层金属薄膜5、电致伸缩结构6、绝缘层7构成调控单元，调控单元按照与狭缝波导结构相同的周期水平方向排列。通过改变电致伸缩结构6的长度，改变狭缝波导结构中的狭缝宽度，进而改变狭缝中的表面等离激元模式。
实施例2
如图2所示，下层金属薄膜5为条状，在每条和上次金属薄膜4间连接不同电源的电极，对电致伸缩结构6来说，施加不同电场，从而分别调节每个狭缝的宽度，进而调节每个狭缝中的表面等离激元模式。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种高灵敏度动态可调的并行波导结构，其特征在于：所述并行波导结构包括高折射率顶板(1)、低折射率介质(2)、金属凸起线(3)、上层金属薄膜(4)、下层金属薄膜(5)、电致伸缩结构(6)、绝缘层(7)、衬底(8)，上层金属薄膜(4)和绝缘层(7)开有条形槽，金属凸起线(3)和电致伸缩结构(6)置于条形槽中，金属凸起线(3)位于电致伸缩结构(6)的上部并与电致伸缩结构(6)连接、且金属凸起线(3)与上层金属薄膜(4)连接，绝缘层(7)和电致伸缩结构(6)置于下层金属薄膜(5)上，高折射率顶板(1)、低折射率介质(2)和金属凸起线(3)构成狭缝波导结构，狭缝波导结构按照水平方向周期排列，金属凸起线(3)、上层金属薄膜(4)、下层金属薄膜(5)、电致伸缩结构(6)、绝缘层(7)构成调控单元，调控单元按照与狭缝波导结构相同的周期水平方向排列。
2.如权利要求1所述的高灵敏度动态可调的并行波导结构，其特征在于：所述电致伸缩结构(6)的截面为矩形。
3.如权利要求2所述的高灵敏度动态可调的并行波导结构，其特征在于：所述金属凸起线(3)的截面为矩形，宽度与电致伸缩结构(6)的宽度相同。
4.如权利要求1所述的高灵敏度动态可调的并行波导结构，其特征在于：所述下层金属薄膜(5)为分离的金属条，电致伸缩结构(6)置于金属条上。
5.如权利要求1所述的高灵敏度动态可调的并行波导结构，其特征在于：所述电致伸缩结构(6)的材料为锆钛酸铅陶瓷材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN116390324A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-07-04 | 之江实验室 | 狭缝波导加速结构和基于狭缝波导加速结构的加速器 |
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2018
- 2018-12-07 CN CN201822045601.0U patent/CN208999589U/zh active Active
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| CN116390324B (zh) * | 2023-05-25 | 2023-08-29 | 之江实验室 | 狭缝波导加速结构和基于狭缝波导加速结构的加速器 |
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