[发明专利]长程表面等离子体波与介质导波耦合结构及其应用

权利要求书

1、一种长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，该结构由下至上分别为：介质衬底层(10)、介质波导层(7)、耦合匹配层(8)和长程表面等离子体波导部分。

2、如权利要求1所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述介质波导层(7)的折射率大于所述介质衬底层(10)和所述耦合匹配层(8)的折射率。

3、如权利要求1所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述介质波导层(7)的介质波导TM模式的等效折射率与长程表面等离子体波的等效折射率相等。

4、如权利要求1所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述介质波导层(7)的折射率为1.2～3.8，所述介质波导层(7)的厚度为10nm～5000nm。

5、如权利要求1所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述耦合匹配层(8)的折射率为1.2～3.8，所述耦合匹配层(8)的厚度为0.01μm～10μm。

6、如权利要求1所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述长程表面等离子体波导部分由下至上又包括：介质缓冲层(9)，金属层(6)，以及介质覆盖层(11)。

7、如权利要求6所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述金属层(6)为铂、金、银、铝、铜、铁、铬、镍、钛中的一种或几种组合的合金，或以上金属各自的合金，或金属陶瓷。

8、如权利要求6所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述金属层(6)的厚度为5nm～100nm，所述介质缓冲层(9)的厚度为1nm～20μm。

9、如权利要求6所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述介质缓冲层(9)的折射率为1.0～3.8，所述介质覆盖层(11)的折射率为1.0～3.8。

10、如权利要求6所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构，其特征在于，所述耦合匹配层(8)与所述缓冲介质层(9)的总厚度大于使介质波导TM模式与长程表面等离子体波模式耦合发生截止的临界厚度。

11、一种应用权利要求1-10任一项所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构的折射率传感器，其特征在于，该折射率传感器主要由所述耦合结构构成，该结构由下至上分别为：介质衬底层(10)，介质波导层(7)，耦合匹配层(8)，长程表面等离子体波导部分。

12、如权利要求11所述的折射率传感器，其特征在于，通过调整所述介质缓冲层(9)折射率和厚度来调节所能探测的所述介质覆盖层(11)的折射率范围。

13、一种应用权利要求1-10任一项所述的长程表面等离子体波与介质导波耦合结构的光电强度调制器，其特征在于，该调制器主要由所述耦合结构构成，在所述耦合结构的介质覆盖层(11)上覆盖有金属电极(12)。

14、如权利要求13所述的光电强度调制器，其特征在于，所述金属电极(12)和长程表面等离子体波导部分中的金属层(6)间加调制电压。

15、如权利要求13所述的光电强度调制器调制器，其特征在于，所述介质覆盖层(11)采用电光介质材料。