[发明专利]一种中红外光波导结构

说明书

本发明提供本发明的实施例提供一种中红外光波导结构，所述中红外光波导结构包括上覆盖层、狭缝、下覆盖层和基座，所述下覆盖层位于基座之上，所述狭缝位于上覆盖层和下覆盖层之间，所述上覆盖层和下覆盖层采用材料金属银，狭缝采用采用材料是锗材料，所述基座是硅材质。本发明提供的一种中红外光波导结构，使用便捷，实现泵浦光和三次谐波之间基模与基模间的转换，有效的提高了非线线性系数，有利于高效的获得中红外光。

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种中红外光波导结构。

背景技术

近年来，中红外波段的光学由于在医学、光通信、天文学、环境监测以及生物传感方面的广泛应用激发了越来越多的研究兴趣，然而制造集成且高效实用的中红外光源却较为困难。

非线性光波导中的三次谐波效应是实现中红外激光产生的一种潜在方法。要利用三次谐波效应高效产生中红外激光，其光波导结构需要同时满足高非线性系数、低传播损耗、相位匹配等条件，但目前的中红外光源结构复杂、成本高且产生的中红外光效果不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种结构简单、成本较低、效果理想的产生中红外光的中红外光波导结构。

本发明的实施例提供一种中红外光波导结构，所述中红外光波导结构包括上覆盖层、狭缝、下覆盖层和基座，所述下覆盖层位于基座之上，所述狭缝位于上覆盖层和下覆盖层之间，所述上覆盖层和下覆盖层采用材料金属银，狭缝采用采用材料是锗材料，所述基座是硅材质。

进一步地，所述上覆盖层和下覆盖层的高度h_Ag＝1μm，所述狭缝的高度h_Ge的值在10-50nm之间，所述狭缝的宽度w的值在300-1000nm之间，所述基座的高度h_Si的值是2μm，整体波导长度为1.6-4.8μm。

进一步地，所述狭缝的高度h_Ge的值在10nm，所述狭缝的宽度w的值在300nm。

进一步地，所述波导结构长度为1.6μm。

本发明的一种中红外光波导结构通过一种基于金属(Ag)-半导体(Ge)-金属(Ag)狭缝光波导结构来产生中红外光，在所述波导结构中，采用金属银作为覆盖层，其的作用类似于完全电导体，将光完美的限制在狭缝中间，但是欧姆损耗很大，因此在该波导结构中，完美的相位匹配条件的满足便不是必须的了。没有了相位匹配条件的限制，在结构中便可以实现泵浦光和三次谐波之间基模与基模间的转换，有效的提高了非线线性系数，有利于高效的获得中红外光。

附图说明

图1是本发明一种中红外光波导结构的一示意图。

图2是基波和三次谐波的功率随波导传播距离曲线图。

图3是三次谐波转换效率和传播长度随着泵浦光功率的变化曲线图。

图4是本发明一种中红外光波导结构的三次谐波效率实验示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供一种中红外光波导结构，所述中红外光波导结构包括上覆盖层10、狭缝20、下覆盖层30和基座40，所述下覆盖层30位于基座40之上，所述狭缝20位于上覆盖层10和下覆盖层30之间。

所述基座40是硅材质，上覆盖层10和下覆盖层30的材料采用金属银，金属银可良好地限制光场。

中红外到远红外波段硅材料和锗材料的非线性折射率计算公式如下：