金属纳米颗粒－绝缘体复合材料光栅耦合器

摘要

本发明公开了一种金属纳米颗粒－绝缘体复合材料光栅耦合器及其制备方法和应用。所述光栅耦合器由金属纳米颗粒－绝缘体复合材料耦合光栅和绝缘体光学平面波导构成，其中的金属纳米颗粒－绝缘体复合材料耦合光栅是在金属离子注入的绝缘体光学平面波导表面，依托所形成的金属纳米颗粒－绝缘体复合材料改性层，利用电子束光刻和反应离子束刻蚀技术制备而成的一种二维正交矩形衍射光栅。相比于同样结构的绝缘体光栅耦合器，本发明具有更高的耦合效率，而且不存在自由载流子吸收造成的损耗。此外，本发明对光的极化方向不敏感，在实现光耦合的同时，借助导波的形成和衍射畸变，亦可实现光的滤波、分束和偏转。本发明可用于大规模集成光路的制备等领域。

主权项

一种金属纳米颗粒－绝缘体复合材料光栅耦合器，其特征在于：由金属纳米颗粒－绝缘体复合材料耦合光栅和绝缘体光学平面波导构成，其中的金属纳米颗粒－绝缘体复合材料耦合光栅是一种二维正交矩形衍射光栅，厚度为40～150nm，位于绝缘体光学平面波导表面因金属离子注入而形成的改性层中，与绝缘体光学平面波导之间无分界面；所述金属纳米颗粒－绝缘体复合材料耦合光栅中的金属纳米颗粒为Ag、Cu和Au这三种金属纳米颗粒其中之一。