[发明专利]一种应用于中红外波段的硫系波导结构

说明书

一种应用于中红外波段的硫系波导结构，其特征在于：包括衬底，缓冲层，低折射率层和光传输层，所述缓冲层位于衬底上，所述低折射率层位于所述缓冲层上，所述光传输层位于所述低折射率层上，所述低折射率层和光传输层为硫化物玻璃制备的硫化物薄膜层，所述缓冲层的折射率小于所述低折射率层的折射率，所述低折射率层的折射率小于所述光传输层的折射率。本发明的优点在于使用该波导结构使用多种硫系材料来制备不同折射率的硫系薄膜，从而通过改变两层薄膜的材料来调节波导的折射率范围。另外通过调节两层薄膜的尺寸，使波导满足单模条件，避免了模式泄露，从而获得尽可能小的传输损耗，使得该硫系波导结构在中红外波段有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种波导结构，特别是涉及一种硫系波导结构。

背景技术

波导是指一种在微波或光波段中传输电磁波的装置，用于无线电通讯、雷达、导航等领域。

硫系玻璃是由元素周期表中第VIA族的S、Se、Te三种元素与其它如有Ge、Ga、As、Sb等金属元素形成的一种红外透明玻璃(红外透过范围可至20微米)。硫系玻璃还具有高折射率，高稀土掺杂能力，极大的光学非线性和光敏特性，这些特点使硫系玻璃光波导成为集成光子领域重要的发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种能够扩大波导的折射率调节范围，并且在中红外波段有广阔应用前景的硫系波导结构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种应用于中红外波段的硫系波导结构，其特征在于：包括衬底，缓冲层，低折射率层和光传输层，所述缓冲层位于衬底上，所述低折射率层位于所述缓冲层上，所述光传输层位于所述低折射率层上，所述低折射率层和光传输层为硫化物玻璃制备的硫化物薄膜层，所述缓冲层的折射率小于所述低折射率层的折射率，所述低折射率层的折射率小于所述光传输层的折射率。

优选的，所述低折射率层的折射率范围为2-2.2，该光传输层的折射率在2.4以上

优选的，所述衬底的宽度为15μm-20μm，厚度为2500nm；所述缓冲层的宽度为15μm-20μm，厚度为2500nm；所述低折射率层的宽度为5μm-10μm，厚度为800nm-1000nm；所述光传输层的宽度为5μm-10μm，厚度为500nm-600nm。

优选的，所述低折射率层和光传输层的材料为硫化锗玻璃，硫化砷玻璃、硒化砷玻璃、锗锑硒玻璃，锗锑硫玻璃或硒化锑玻璃。

优选的，所述衬底为集成光子学的常用衬底，所述缓冲层的材料包括各种比硫化物玻璃折射率低的光学透明材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于使用该波导结构使用多种硫系材料来制备不同折射率的硫系薄膜，从而通过改变两层薄膜的材料来调节波导的折射率范围。另外通过调节两层薄膜的尺寸，使波导满足单模条件，避免了模式泄露，从而获得尽可能小的传输损耗，使得该硫系波导结构在中红外波段有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例的波导的结构示意图。

图2是本发明实施例所用到的硫系材料的透过率图。

图3是本发明实施例一中的波导的仿真的模式图，其中波导中传输的波长为4.8μm，H1＝0.8μm，H2＝1.5μm，W1＝W2＝10μm。

图4是本发明实施例一中的波导的仿真的模式图，其中波导中传输的波长为4.8μm，H1＝0.8μm,H2＝1.5μm，W1＝W2＝20μm。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。