用于光纤和混合表面等离子体波导耦合的变迹光栅耦合器

技术特征：
1.一种用于光纤和混合表面等离子体波导耦合的变迹光栅耦合器，其特征在于，包括硅基混合表面等离子体波导(6)、两级锥形模式转换器(7)和变迹耦合光栅(8)，硅基混合表面等离子体波导(6)、两级锥形模式转换器(7)和变迹耦合光栅(8)均由从上到下层叠布置的覆盖层(1)、硅层(2)、氧化层(3)、金属衬底层(4)和硅基底(5)构成，硅基混合表面等离子体波导(6)与两级锥形模式转换器(7)的输出端连接，两级锥形模式转换器(7)的输入端与变迹耦合光栅(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于光纤和混合表面等离子体波导耦合的变迹光栅耦合器，其特征在于，所述两级锥形模式转换器(7)包括第一梯形聚焦耦合模块(9)、矩形连接模块(10)和第二梯形聚焦耦合模块(11)；第一梯形聚焦耦合模块(9)的输入端与变迹耦合光栅(8)连接，第一梯形聚焦耦合模块(9)的输出端与矩形连接模块(10)的一端面连接，第二梯形聚焦耦合模块(11)的输入端与矩形连接模块(10)的另一端面连接，第二梯形聚焦耦合模块(11)的输出端与硅基混合表面等离子体波导(6)连接。3.根据权利要求1所述的一种用于光纤和混合表面等离子体波导耦合的变迹光栅耦合器，其特征在于，所述金属衬底层(4)的材料为银或金。4.根据权利要求1所述的一种用于光纤和混合表面等离子体波导耦合的变迹光栅耦合器，其特征在于，所述变迹耦合光栅(8)设置为扇形，变迹耦合光栅(8)的硅层(2)刻蚀为多个同心且沿着径向间隔增大的刻齿。5.根据权利要求1所述的一种用于光纤和混合表面等离子体波导耦合的变迹光栅耦合器，其特征在于，所述覆盖层(1)为空气或二氧化硅。

技术总结
本发明公开了一种用于光纤和混合表面等离子体波导耦合的变迹光栅耦合器。硅基混合表面等离子体波导、两级锥形模式转换器和变迹耦合光栅均由从上到下层叠布置的覆盖层、硅层、氧化层、金属衬底层和硅基底构成，硅基混合表面等离子体波导与两级锥形模式转换器的输出端连接，两级锥形模式转换器的输入端与变迹耦合光栅连接。本发明充分利用了变迹光栅有效提高方向性系数和减小耦合模场不匹配度的优点，又利用了两级锥形模式转换器减少模式转换过程中高阶模的激发从而进一步提高耦合效率，同时金属衬底既作为硅基混合表面等离子体波导的一部分，又在光栅中作为衬底反射镜起到激发混合表面等离子体模式和降低衬底辐射损耗的作用。作用。作用。


技术研发人员：高士明 谭浩洋 管小伟
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2022/8/19