[发明专利]基于表面等离子体激元的光调制器

权利要求书

1.一种光调制器，其包括中心轴，该调制器在操作波长下使用布洛赫表面等离子体激元(BSP)效应，以在受到施加的电压的时候调制入射光，该光调制器包括：

调制介电常数(P-M)的光栅，所述光栅具有表面以及垂直于所述表面并且与光轴基本对准的中心轴，所述光栅包括金属区段和/或金属和电介质区段的周期性设置，这些区段限定光栅表面，并且限定调制的介电常数；以及

第一和第二电-光(EO)基片，所述基片各自具有根据施加的电压而变化的折射率，所述两个基片沿着光轴设置，从而将所述P-M光栅夹在中间，形成一种当所述至少一个EO基片受到施加的电压的时候支持所述BSP的结构。

2.如权利要求1所述的光调制器，其特征在于，所述P-M光栅包括以下中的一种：

a)取向的条状的交替的金属区段和电介质区段，这样所述周期性设置为一维的；

b)设置的金属区段和电介质区段，这样所述周期性设置是二维的；以及

c)包含具有不同介电常数的第一金属和第二金属的第一和第二金属条，并且所述金属条是取向的，这样周期性设置为一维的；以及

d)包含具有不同介电常数的第一金属和第二金属的第一和第二金属区段，这样周期性设置为二维的。

3.如权利要求1所述的光调制器，其特征在于，该调制器还包括电压电源，该电压电源适于产生所述施加的电压，通过可操作地设置在至少一个EO基片上的电极与所述第一和第二EO基片中的至少一个电连接。

4.如权利要求1所述的光调制器，其特征在于，所述第一和第二EO基片具有基本垂直于光轴的表面，所述P-M光栅在所述第一和第二EO基片表面之一上形成。

5.如权利要求1所述的光调制器，其特征在于，该调制器还包括至少一个波导，所述波导沿着所述光轴与所述第一和第二EO基片中的至少一个光连接。

6.如权利要求5所述的光调制器，其特征在于，所述至少一个波导包括至少一个光纤。

7.如权利要求5所述的光调制器，其特征在于，所述至少一个波导具有芯区，该芯区具有相关的尺寸，所述调制器的截面尺寸近似与波导芯区的尺寸相同。

8.如权利要求5所述的光调制器，其特征在于，所述第一和第二EO基片的表面基本垂直于所述光轴，所述调制器还包括：

至少一个折射率匹配层，其设置在所述至少一个波导以及相应的EO基片表面的至少一个之间。

9.一种用来对输入光进行调制的光学系统，该光学系统包括：

权利要求1所述的光调制器，该光调制器具有输入侧和输出侧；

光源，其在调制器输入侧通过输入光波导与光调制器光连接；

输出光波导，其在光调制器输出侧与光调制器光连接；以及

电压电源，其构造成对光调制器施加电压，从而对输入光进行调制，形成被输出波导传输的调制的输出光。

10.一种光调制器，其包括中心轴，该调制器在操作波长下使用布洛赫表面等离子体激元(BSP)效应，以在受到施加的电压的时候调制入射光，该光调制器包括：

电-光(EO)基片，该基片具有基本平行的第一表面和第二表面，所述基片的折射率根据施加的电压而变化；

第一和第二调制介电常数的(P-M)光栅，所述光栅设置成将EO基片夹在中间，从而形成第一和第二基片-光栅界面，当通过可操作地设置在EO基片上的电极对EO基片施加电压的时候，所述界面支持相应的第一和第二BSP；

第一和第二介电基片，所述介电基片分别设置在与第一和第二P-M光栅紧邻并且与EO基片相反的位置。

11.如权利要求10所述的光调制器，其特征在于，所述第一和第二P-M光栅中的一个或两个包括a)或b)：

a)具有不同介电常数的第一和第二金属区段的一维或二维周期性设置；或者

b)金属和电介质区段的一维或二维周期性设置。

12.如权利要求10所述的光调制器，其特征在于，该光调制器还包括电压电源，该电压电源通过所述电极与所述EO基片电连接，适于产生施加的电压。

13.如权利要求10所述的光调制器，其特征在于，它还包括沿着光轴与所述调制器光连接的至少一个波导。