CN209148896U - 一种动态可调的金属-介质-金属波导结构 - Google Patents
一种动态可调的金属-介质-金属波导结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种动态可调的金属‑介质‑金属波导结构，包括衬底、电致伸缩材料层、两块分离的金属薄膜、高折射率介质条，电致伸缩材料层置于衬底上，两块分离的金属薄膜置于电致伸缩材料层上，高折射率介质条置于由两块分离的金属薄膜构成的缝隙的底部。两块分离的金属薄膜分别连接电极，在电致伸缩材料层上形成电场，改变两电极间电压，实现金属‑介质‑金属波导结构的动态调控，该调控方法简单、灵敏度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电子技术领域，具体涉及一种动态可调的金属-介质-金属波导结构。
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。
表面等离激元波导结构是提高集成度的重要设计，往往波导结构的模式不可调，或者对调控的响应不灵敏。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种动态可调的金属-介质-金属波导结构，该波导结构包括衬底、电致伸缩材料层、两块分离的金属薄膜、高折射率介质条，电致伸缩材料层置于衬底上，两块分离的金属薄膜置于电致伸缩材料层上，高折射率介质条置于由两块分离的金属薄膜构成的缝隙的底部。
进一步的，在所述金属薄膜下面的电致伸缩材料层的厚度大于在所述缝隙下面电致伸缩材料层的厚度。
进一步的，在所述缝隙中、高折射率介质条的底部设有电致伸缩材料条，电致伸缩材料条在电致伸缩材料层上。
进一步的，所述电致伸缩材料层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金属-介质-金属波导结构中，金属-介质-金属波导位于电致伸缩材料层上，两金属薄膜构成两个电极，连接电源，通过改变两电极间的电压，改变电致伸缩材料层的长度，从而调节两金属薄膜间的距离，因为电致伸缩材料在电场作用下，伸缩尺度灵敏、精确度高，所以可以实现高灵敏度、高精确度可调的金属-介质-金属波导。置于两金属薄膜构成的缝隙中的高折射率介质条有利于限制缝隙中的表面等离激元模式的分布，减小表面等离激元模式的面积。
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是动态可调的金属-介质-金属波导结构示意图一。
图2是动态可调的金属-介质-金属波导结构示意图二。
图中：1、衬底；2、电致伸缩材料层；3、金属薄膜；4、高折射率介质条；22、电致伸缩材料条；33、缝隙。
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
为实现金属-介质-金属波导中表面等离激元模式的动态可调，本实用新型提供了一种如图1所示的动态可调的金属-介质-金属波导结构，该结构包括衬底1、电致伸缩材料层2、两块分离的金属薄膜3、高折射率介质条4。电致伸缩材料层2置于衬底1上，两块分离的金属薄膜3置于电致伸缩材料层2上，高折射率介质4条置于由两块分离的金属薄膜3构成的缝隙33的底部。两金属薄膜3构成两个电极，连接电源，通过改变两电极间的电压，改变电致伸缩材料层2的长度，从而调节两金属薄膜3间的距离，从而实现高灵敏度、高精确度可调的金属-介质-金属波导结构。置于缝隙33中的高折射率介质条4有利于限制缝隙33中的表面等离激元模式分布，减少表面等离激元模式的面积。为进一步提高系统的灵敏度，可以将电致伸缩材料层2的厚度进行调整，将在金属薄膜下面的电致伸缩材料层2的厚度设置为大于在所述缝隙33下面电致伸缩材料层2的厚度，提高加在电致伸缩材料上的电压对电致伸缩材料的影响，从而提升系统的灵敏度。电致伸缩材料层6的材料为锆钛酸铅陶瓷材料。
实施例2
如图2所示，在缝隙33中、高折射率介质条4的底部设有电致伸缩材料条22，电致伸缩材料条22在电致伸缩材料层2上。这样以来，缝隙33中的电致伸缩材料条可以帮助电致伸缩材料层2调节缝隙的宽度，实现更高灵敏度的调控。
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 (4)
1.一种动态可调的金属-介质-金属波导结构，其特征在于：所述波导结构包括衬底(1)、电致伸缩材料层(2)、两块分离的金属薄膜(3)、高折射率介质条(4)，电致伸缩材料层(2)置于衬底(1)上，两块分离的金属薄膜(3)置于电致伸缩材料层(2)上，高折射率介质条(4)置于由两块分离的金属薄膜(3)构成的缝隙(33)的底部。
2.如权利要求1所述的动态可调的金属-介质-金属波导结构，其特征在于：在所述金属薄膜(3)下面的电致伸缩材料层(2)的厚度大于在所述缝隙(33)下面电致伸缩材料层(2)的厚度。
3.如权利要求2所述的动态可调的金属-介质-金属波导结构，其特征在于：在所述缝隙(33)中、高折射率介质条(4)的底部设有电致伸缩材料条(22)，电致伸缩材料条(22)在电致伸缩材料层(2)上。
4.如权利要求1所述的动态可调的金属-介质-金属波导结构，其特征在于：所述电致伸缩材料层(2)的材料为锆钛酸铅陶瓷材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN110927995A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-27 | 西南大学 | 一种基于金属-介质-金属波导的电光调制器 |
| CN110927991A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-27 | 西南大学 | 一种模式可调的加载型波导 |
| CN111983254A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 刘翡琼 | 一种流速传感器 |
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