[发明专利]利用负的古斯-汉欣位移的光学元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学元件，特别是涉及一种能够利用负的古斯-汉欣位移(negative Goos-Hanchen shift)来对光进行延迟的光学元件。

背景技术

随着计算机及信息家电(information appliance)的发展，信息量正以几何级数方式增加。因此，信息早已由于迅速增多至超过各种技术(例如，电性通讯网络、计算机等等)的当前开发速度而过剩。为此，需要一种用于更快速地处理更多信息的改进的通讯技术。不同于电磁波，光由于不易受到电磁波干扰而能够进行平行的信息处理。目前正在开发与光学计算机(opticalcomputer)及光学网络(optical network)相关的技术，这些光学计算机及光学网络使用甚至比电子元件更快的光学元件。此外，对于各种光学元件的研究也正在积极进行之中。

光以约300,000km/s的高速在媒体中传播。由于在光学电路中使用光作为用于传输信号的媒体，因而信号传输速率几乎等于光速。在设计电路时，可能要求根据电路设计者的需要而改变信号传输速率。然而，根据现有技术的光学延迟元件却不能将光延迟所需要的量。此外，现有技术的光学延迟元件所能实现的延迟不大于几十纳秒(ns)。因此，已在研究一种不仅能够控制光的延迟程度、而且还能显著增大延迟程度的光学延迟元件。

这些研究已提出了一种利用干涉调制器(interference modulator)的相位调整方法、一种利用环形谐振器(ring resonator)的延迟方法、一种利用光子晶体结构(photonic crystal structure)的非线性特性(nonlinearity)的延迟方法等等。尤其是，目前正在积极地研究一种利用光子晶体结构的光学延迟元件。

利用光子晶体结构的光学延迟元件可构成光子晶体波导，以考虑到频率带宽及高阶色散(higher-order dispersion)的影响而获得低的光群速(groupvelocity)。根据光子晶体波导的色散曲线，在穿过芯体(core)及包覆层(cladding)传播的光的多条色散曲线之中，存在显示出非线性色散特性的区域。具有慢的光群速的光学延迟元件便是利用上述原理来实现。然而，光子晶体波导需要非常复杂的制作工艺。而且，一旦制成之后，便难以再调整光学延迟元件的延迟特性。

发明内容

本发明提供一种能够利用负的古斯-汉欣位移来对光进行延迟的光学元件。

根据本发明的实例性实施例，提供一种利用负的古斯-汉欣位移的光学元件，包括：光波导，用以引导并射出入射光；第一反射层，设置于光波导的一侧上；以及第二反射层，设置于光波导的另一侧上，其中第一反射层与第二反射层的至少一个是由具有负的古斯-汉欣位移特性的材料制成。

该具有负的古斯-汉欣位移特性的材料可以是贵金属。

由该具有负的古斯-汉欣位移特性的材料制成的第一反射层与第二反射层的至少一个可包含图案，该图案形成于其面朝光波导的表面上。该图案可以是线条图案，该线条图案包含呈周期性线条的形式的不平度(unevenness)，这些周期性线条垂直于光波导中传播的光而排列。

该光波导可由折射率随电场的变化而变化的材料制成。该光波导可包括诸如碲化镉(CdTe)的II-VI化合物半导体。

该光学元件还可包括电场施加单元，该电场施加单元用以对光波导施加电场，从而调整穿过光波导而传播的光。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

结合附图阅读下文说明，可更详尽地理解本发明的实例性实施例，附图中：

图1A及图1B是用于解释古斯-汉欣位移的图。

图2是显示根据本发明实施例的光学元件的示意图。

图3是示出根据本发明实施例的光学元件中所提供的反射层的实例的示意图。

[符号的说明]

110：入射光

120：光入射点

130：较光入射点120靠前的点

140：较光入射点120靠后的点

150、160：反射光

200：光学元件

210：光波导

220：第一反射层

230：第二反射层

240：电场施加单元

250：入射光参考编号

260：以虚线所示的传播路径

270：以实线所示的传播路径

具体实施方式