[发明专利]基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：包括双杆谐振器（1）和绝缘介质层单体（2），所述双杆谐振器（1）包括用于将偏振方向沿x轴方向的偏振光转化为偏振方向沿y轴方向的偏振光或将偏振方向沿y轴方向的偏振光转化为偏振方向沿x轴方向的偏振光的第一谐振器杆（101）和第二谐振器杆（102），所述双杆谐振器（1）固设于所述绝缘介质层单体（2）顶部，所述第一谐振器杆（101）和第二谐振器杆（102）与x轴、y轴之间形成45°夹角，所述第一谐振器杆（101）和第二谐振器杆（102）由磷化硼材料制作而成，所述绝缘介质层单体（2）由二氧化硅材料制作而成；

其中，x轴为绝缘介质层单体（2）宽度方向，y轴为绝缘介质层单体（2）长度方向，第一谐振器杆（101）、第二谐振器杆（102）、绝缘介质层单体（2）厚度方向为z轴方向。

2.根据权利要求1所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：所述绝缘介质层单体（2）为长、宽相等且在350～450 nm内，厚度在80 ~ 220 nm内的长方体结构。

3.根据权利要求2所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：所述第一谐振器杆（101）和第二谐振器杆（102）为结构相同的长方体结构。

4.根据权利要求3所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：所述第一谐振器杆（101）两端分别位于绝缘介质层单体（2）相邻两边的中点位置处，所述第二谐振器杆（102）两端分别位于绝缘介质层单体（2）另外两边的中点位置处。

5.根据权利要求1所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：所述第一谐振器杆（101）与第二谐振器杆（102）之间的距离为190~210 nm。

6.根据权利要求3所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：所述第一谐振器杆（101）与第二谐振器杆（102）的厚度为190~210 nm，长度为280 ~ 300 nm，宽度为38 ~ 45 nm。

7.根据权利要求1所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：所述双杆谐振器（1）和绝缘介质层单体（2）构成的超表面呈周期性分布；

其中，所述绝缘介质层单体（2）沿x轴方向和y轴方向周期性分布，形成由绝缘介质层单体（2）构成的绝缘介质层结构（3）；

所述双杆谐振器（1）沿x轴方向和y轴方向周期性分布，形成由第一谐振器杆（101）与第二谐振器杆（102）交替衔接而成的杆带结构（4）。

8.根据权利要求7所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器，其特征在于：所述杆带结构（4）中，相邻的第一谐振器杆（101）与第二谐振器杆（102）仅在端面边沿处衔接。

9.一种基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器的制作方法，其特征在于，包括：

在SiO₂基片上采用电子束蒸发沉积法沉积出绝缘介质层单体（2）；

在绝缘介质层单体（2）上均匀涂覆指定厚度的光刻胶；

对所述光刻胶表面进行曝光处理，使光刻胶在曝光处形成用于容纳磷化硼的空腔，所述曝光处与第一谐振器杆（101）和第二谐振器杆（102）的设计位置对应；

对光刻胶进行显影和定影操作；

采用电子束蒸发沉积法在光刻胶的空腔内沉积出磷化硼膜；

剥离残留的光刻胶，形成偏振调控器；

所述设计位置为：所述第一谐振器杆（101）和第二谐振器杆（102）与x轴、y轴之间形成45°夹角，其中，x轴为绝缘介质层单体（2）宽度方向，y轴为绝缘介质层单体（2）长度方向，第一谐振器杆（101）、第二谐振器杆（102）、绝缘介质层单体（2）厚度方向为z轴方向。

10.如权利要求9所述的基于磷化硼材料的全电介质偏振调控器的制作方法，其特征在于，还包括：

在光刻胶表面覆盖遮光膜；

在所述遮光膜上切割出形状、位置分别与第一谐振器杆（101）和第二谐振器杆（102）对应的透光口；

在所述遮光膜表面进行曝光处理。