摘要：本文设计、制备了一种基于硅基光电子技术的超紧凑混合表面等离激元光场窄化器件,并验证了器件的纳米聚焦性能.实验结果表明,该光场窄化器件利用了长度约为1.23μm的锥形渐变结构,将硅条形波导中的光场聚焦到硅基混合表面等离激元波导中,在1550 nm的近红外波段最高可实现约20倍的非谐振光场增强效应.结构简单,性能优异的硅基混合表面等离激元光场窄化器件,在光场操控、光传感、非线性光学器件、光相变存储等领域中具有潜在的应用价值.

摘要：根据梯度指数物理模型设计的超表面硅光偏振分束器方案,在绝缘体上硅(SOI)平台上利用电子束光刻(EBL)和电感耦合等离子体刻蚀(ICP)等微纳加工手段完成了器件的制备。该方案针对该超表面器件的制造要求优化了制备工艺,所制备的器件超表面结构特征尺寸误差小于5 nm,刻蚀深度误差小于10 nm;最后利用搭建的硅光探针台进行实际测试,结果表明在覆盖C波段的1510~1590 nm波段范围内,TE模式的插入损耗小于3.9 dB,TM模式的插入损耗小于3.8 dB,消光比大于20 dB。

摘要：为了实现光相控阵的大规模扩展和无栅瓣扫描,提出了一种工作波长为1550nm的小型化高效率的介质光纳米天线。设计的天线呈喇叭形,由硅材料构成,尺寸为亚波长量级。光通过硅波导从天线底部馈入,之后再被天线有效地辐射到自由空间中。由于硅材料对波长为1550nm的光是透明的,因此材料吸收所造成的损耗非常小,天线具有很高的辐射效率。利用三维电磁场仿真软件对天线进行仿真、优化,最终得到在垂直于辐射方向的平面上投影尺寸为0.82μm×0.28μm的天线。仿真、优化的结果表明,天线在1550nm处的增益为6.1dB,辐射效率为82.7%,具有方向图对称性好、主瓣垂直辐射、无双向辐射等良好的辐射特性。