【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于微納光學(xué)和光學(xué)納米材料領(lǐng)域，特別涉及一種基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡。
技術(shù)介紹
1、1.超透鏡又稱超結(jié)構(gòu)透鏡，是利用一維、二維、三維等亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的精準(zhǔn)調(diào)制，包括偏折、極化、聚焦、全息成像等。其利用亞波長(zhǎng)超結(jié)構(gòu)將電磁波耦合產(chǎn)生表面等離子體激元，(surface?plasmonpolaritons,spps)，通過(guò)控制spps便能夠調(diào)整入射光的波前形狀，進(jìn)而在一個(gè)很薄的平面區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)光場(chǎng)的全方位調(diào)控。相比于傳統(tǒng)透鏡通過(guò)彎曲表面產(chǎn)生連續(xù)的光折射來(lái)實(shí)現(xiàn)光束整形的方法來(lái)說(shuō)。超透鏡在調(diào)制精確度、調(diào)制多樣性、器件小型化、集成化、消色差等方面具有良好性能優(yōu)勢(shì)。
2、2.超透鏡的電磁波調(diào)制是基于表面等離子體局域場(chǎng)增強(qiáng)形成的，spps一般束縛于介質(zhì)與金屬表面而無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)的高效率傳輸。在復(fù)旦大學(xué)薛靜碩士論文《亞波長(zhǎng)金屬孔陣表面等離子體增強(qiáng)透射現(xiàn)象的研究》中，其從實(shí)驗(yàn)上證明了產(chǎn)生于金屬/空氣和金屬/玻璃界面的水平表面等離子體共振機(jī)制在增強(qiáng)透射現(xiàn)象中起了主要作用,從理論上解釋了每個(gè)共振峰產(chǎn)生的機(jī)理及其與晶體結(jié)構(gòu)常數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,由于表面等離子波矢與倒格矢向量的耦合,增強(qiáng)了某些入射波長(zhǎng)的透射。但其僅僅證實(shí)了spps在超透鏡電磁波增強(qiáng)傳輸上有積極作用，且這種作用僅限于近場(chǎng)增強(qiáng)。
3、3.公告號(hào)為cn?102957086a的專(zhuān)利文件中公開(kāi)了《一種深亞波長(zhǎng)表面等離子體激光器》，該激光器采用納米線/空氣/金屬薄膜/基片結(jié)構(gòu)組成的表面等離子體激光器，該專(zhuān)利技術(shù)利用空氣間隙產(chǎn)生激光，提高了電場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)
4、4.公告號(hào)為cn201510823645.x的專(zhuān)利文件中公開(kāi)了《一種基于圖形化生長(zhǎng)的光束可控納米線激光器》，該專(zhuān)利技術(shù)屬于一種基于圖形化生長(zhǎng)的光束可控納米線激光器,該光束可控納米線激光器包括襯底,隔離介質(zhì)和在隔離介質(zhì)中開(kāi)設(shè)的圖形凹槽,以及生長(zhǎng)在凹槽中的納米線陣列.該專(zhuān)利技術(shù)將納米線發(fā)光特性與超透鏡設(shè)計(jì)相結(jié)合,制作一個(gè)用于光束調(diào)控的圖形化區(qū)域供納米線生長(zhǎng),使得納米線的出射光實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直,聚焦等光束調(diào)控.從而克服了納米線發(fā)光散射嚴(yán)重,能量利用率低等缺點(diǎn).提高了納米線激光器在小型化,集成化光學(xué)器件的實(shí)際應(yīng)用。但這種基于超透鏡設(shè)計(jì)的圖形化納米線陣列結(jié)構(gòu)制備工藝復(fù)雜，制備精度難以滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)的超透鏡要求。
5、5.在電子科技大學(xué)焦蛟博士論文《基于表面等離子體的v形天線的設(shè)計(jì)與研究》中，其設(shè)計(jì)了一種金屬/介質(zhì)/超透鏡金屬層的mim表面等離子體局域增強(qiáng)超透鏡結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)仿真結(jié)構(gòu)顯示，該結(jié)構(gòu)形式能產(chǎn)生一種局域表面等離子體共振腔，進(jìn)而增加了超透鏡的光傳輸效率。但在該結(jié)構(gòu)中所采用的介質(zhì)并非具有激光增強(qiáng)功能的激光物質(zhì)，因此，其產(chǎn)生的光增強(qiáng)也僅限于近場(chǎng)區(qū)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)是針對(duì)
技術(shù)介紹
存在的缺陷，研究設(shè)計(jì)一種基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，以利用填充激光物質(zhì)，并與超透鏡結(jié)構(gòu)層和金屬薄膜層形成類(lèi)似于激光器結(jié)構(gòu)的可增強(qiáng)諧振腔，所填充的激光物質(zhì)為工作物質(zhì)。因此，通過(guò)此設(shè)計(jì)可增強(qiáng)超透鏡的光傳輸轉(zhuǎn)化效率，突破近場(chǎng)傳輸限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，并滿足小型化、集成化目的。
2、本專(zhuān)利技術(shù)的解決方案是在
技術(shù)介紹
上提出采用金屬薄膜層/激光物質(zhì)層/超透鏡結(jié)構(gòu)層共同構(gòu)建出類(lèi)似于激光器結(jié)構(gòu)中的一種等效諧振腔結(jié)構(gòu)。其利用這種腔體結(jié)構(gòu)以及激光物質(zhì)增強(qiáng)，使得超透鏡光傳輸能量得以增強(qiáng)。因此，本專(zhuān)利技術(shù)一種基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡包括襯底，金屬薄膜，激光物質(zhì)，超透鏡結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵在于這種結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的等效諧振腔結(jié)構(gòu)，能夠給予超透鏡足夠的能量增強(qiáng)。
3、上述超透鏡結(jié)構(gòu)為v型納米結(jié)構(gòu)，其材料為au；激光物質(zhì)材料為半導(dǎo)體激光器所使用的激光物質(zhì)鎵(ga)、砷(as)、銦(in)、磷(p)，ga·al·as等材料；以及固體激光器所使用的激光物質(zhì)剛玉(naalsi2o6)、釔鋁石榴石(y3al5，o12)、鎢酸鈣(cawo4)、氟化鈣(caf2)等，以及鋁酸釔(yalo3)、鈹酸鑭(la2be2o5)、鋇冕玻璃、鈣冕玻璃、紅寶石(al2o3：cr3+)和摻釹釔鋁石榴石(簡(jiǎn)寫(xiě)為yag：nd3+)、釹玻璃。以及其他能夠?qū)崿F(xiàn)激光功率增強(qiáng)的激光物質(zhì)。厚度范圍為50-200nm為宜。襯底采用在厚度為200nm的si襯底上磁控濺射一層au薄膜，薄膜厚度范圍為5-20nm；v型納米天線周期尺寸根據(jù)波長(zhǎng)確定，其小于l，大于l/10。根據(jù)不同器件工藝，一般選用“陽(yáng)圖形”或“陰圖形”制備。
4、超透鏡一般近場(chǎng)局域增強(qiáng)，遠(yuǎn)場(chǎng)衰減嚴(yán)重，光能量利用率低等問(wèn)題，提出的一種基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)能量補(bǔ)償與增強(qiáng)。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，包括襯底，金屬薄膜層，激光物質(zhì)和超透鏡。其特征在于在襯底上鍍一層薄的金屬層，再在金屬薄膜層上增加激光物質(zhì)，在激光物質(zhì)上鍍一層制備超透鏡所需介質(zhì)，對(duì)該層介質(zhì)進(jìn)行光刻加工制備出超透鏡結(jié)構(gòu),進(jìn)而形成金屬層-激光物質(zhì)-超透鏡結(jié)構(gòu)層的等效諧振腔體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，其特征在于所選用的激光物質(zhì)為半導(dǎo)體激光器所使用的激光物質(zhì)鎵(Ga)、砷(As)、銦(In)、磷(P)，Ga·Al·As等材料；以及固體激光器所使用的激光物質(zhì)剛玉(NaAlSi2O6)、釔鋁石榴石(Y3Al5，O12)、鎢酸鈣(CaWO4)、氟化鈣(CaF2)等，以及鋁酸釔(YAlO3)、鈹酸鑭(La2Be2O5)、鋇冕玻璃、鈣冕玻璃、紅寶石(Al2O3：Cr3+)和摻釹釔鋁石榴石(簡(jiǎn)寫(xiě)為YAG：Nd3+)、釹玻璃。以及其他能夠?qū)崿F(xiàn)激光功率增強(qiáng)的激光物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，其特征在于超透鏡形貌可以為菲涅爾波帶片，微納溝槽，V形結(jié)構(gòu)，光柵結(jié)構(gòu)，懸鏈線結(jié)構(gòu)，其他
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，其特征在于金屬薄膜層材料為金、銀、鋁、銅、鎳、鉻等金屬材料中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，其特征在于襯底材料為硅、藍(lán)寶石，氮化鎵、光學(xué)玻璃、二氧化硅等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，其特征在于超結(jié)構(gòu)材料為金、銀、鋁、銅等金屬材料中的任意一種，以及二氧化硅、硅、氮化鎵等非金屬材料中的任意一種。
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，包括襯底，金屬薄膜層，激光物質(zhì)和超透鏡。其特征在于在襯底上鍍一層薄的金屬層，再在金屬薄膜層上增加激光物質(zhì)，在激光物質(zhì)上鍍一層制備超透鏡所需介質(zhì)，對(duì)該層介質(zhì)進(jìn)行光刻加工制備出超透鏡結(jié)構(gòu),進(jìn)而形成金屬層-激光物質(zhì)-超透鏡結(jié)構(gòu)層的等效諧振腔體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于激光物質(zhì)構(gòu)建的等效諧振腔結(jié)構(gòu)增強(qiáng)超透鏡，其特征在于所選用的激光物質(zhì)為半導(dǎo)體激光器所使用的激光物質(zhì)鎵(ga)、砷(as)、銦(in)、磷(p)，ga·al·as等材料；以及固體激光器所使用的激光物質(zhì)剛玉(naalsi2o6)、釔鋁石榴石(y3al5，o12)、鎢酸鈣(cawo4)、氟化鈣(caf2)等，以及鋁酸釔(yalo3)、鈹酸鑭(la2be2o5)、鋇冕玻璃、鈣冕玻璃、紅寶石(al2o3：cr3+)和摻釹釔鋁石榴石(簡(jiǎn)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：焦蛟，王維，姚納，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：成都低空翱翔科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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