[发明专利]超半球型电光固浸透镜

说明书

技术领域

本发明属电光检测技术领域，具体涉及一种外部电光检测系统的核心部件——电光探头，即一种超半球型电光固浸透镜。理论上这种超半球型电光固浸透镜可以使得电光检测系统的空间分辨率提高n²倍，n为电光固浸透镜的折射率。

背景技术

电光检测技术是二十世纪八十年代初发展起来的一种无侵扰、抗电磁干扰能力强、无损伤的光子束检测技术[J.A.Valdmanis，G.Mourou，and C.W.Gabel，Appl.Phys.Lett.，41，211-212(1982).]，这种技术技术的基本原理是基于线性电光效应，可以检测电子器件的外部电学特性和内部节点电信号。从被测器件材料上区分，可以分为内部电光检测技术和外部电光检测技术。内部电光检测又叫直接电光检测技术[B.H.Kolner and D.M.Bloom，Electron.Lett.，20，818-819(1984)]，是指被测器件的衬底本身就是电光晶体，如GaAs，GaP，InP等，直接将探测光束聚焦到被测器件的测量点处，被测点处的电信号就可以通过电光效应改变探测光束的偏振态。而外部电光检测技术又叫间接电光检测技术[T.Nagatsuma，T.Shibata，E.Sano and A.Iwata.J.Appl.Phys.，66(9)：4001(1989).]，是指用某种电光材料制作成电光探头，将电光探头接近被测器件的表面，使得电光探头浸在被测器件的泄漏场中，从而产生电光效应。于是当探测光束在电光探头中传播时，其偏振态将发生改变。外部电光检测技术可以用于测量各种衬底的电子器件的电场分布，因而更具普遍性。从探测光束与被测电场的关系区分，电光检测技术可以分为纵向电光检测技术和横向电光检测技术。所谓纵向电光检测技术是指只有与探测光平行的电场分量才能对探测光起调制作用，被检测出来；而横向电光检测技术是指只有与探测光垂直的电场分量才能对探测光起调制作用，从而被检测出来。

电光检测系统的空间分辨率主要由探测光束聚焦光斑的大小决定，由于受到衍射极限的限制，聚焦光斑的半极大全宽度直径最小约为探测光波长的一半。对于纵向电光调制结构而言，其空间分辨率一般为1～3μm左右[K.Y.Lau and I.Ury，Appl.Phys.Lett.，46，1117(1985).]。而对于横向调制，其空间分辨率一般为8～15μm左右[Q.Chen and X.-C.Zhang，Appl.Phys.Lett.，74(23)：3435(1999).]。因此，这就限制了电光检测技术在具有亚微米结构的电子器件测量方面的应用。如何有效提高电光检测技术的空间分辨率就成为亟待解决的问题。