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一种片上一维会聚透镜器件及其制备方法 

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申请/专利权人:南京理工大学

摘要:本发明公开了一种片上一维会聚透镜器件及其制备方法,由介质纳米柱天线单元排列构成一维会聚透镜,一维会聚透镜与硅纳米波导之间由二氧化硅层填充。单个介质纳米柱天线单元置于距硅纳米波导表面200nm处,并用时域有限差分法进行数值仿真,得到介质纳米柱天线单元的归一化散射强度;调整介质纳米柱天线单元的几何尺寸使归一化散射强度达到最大,得到优化后的介质纳米柱天线单元,根据相位条件进行排列构成一维会聚透镜;对介质纳米柱天线单元尺寸参数与归一化散射强度关系进行验证,根据不同尺寸结构一维会聚透镜的聚焦角度与聚焦效率,得到最优尺寸的介质纳米柱天线单元。本发明能够应用于集成硅光子芯片的低损耗、高效率检测。

主权项:1.一种片上一维会聚透镜器件,其特征在于,由一列23个介质纳米柱天线单元排列构成一维会聚透镜,该一维会聚透镜放置于距离硅纳米波导表面200nm处,一维会聚透镜与硅纳米波导之间由二氧化硅层填充;介质纳米柱天线单元排列构成一维会聚透镜,具体为根据相位条件进行排列,构成一维会聚透镜,具体如下:根据几何光程差计算一维会聚透镜所需的补偿相位,计算公式如下: 其中,r为一维会聚透镜上任意一点与透镜中心之间的距离,为该点对应的补偿相位;f为一维会聚透镜的焦距,β1为散射光在自由空间二氧化硅层中的等效传播常数;根据光在硅纳米波导中传播的相位延迟,一维会聚透镜所需的补偿相位满足下式: 其中,β2为导波在硅纳米波导中的等效传播常数;根据公式1、2,确定介质纳米柱天线单元的排布位置。

全文数据:

权利要求:

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