[发明专利]一种表面等离子波信号放大器及其制作方法

权利要求书

1.一种表面等离子波信号放大器，所述放大器包括基底（1）、金属层（2）和沉积介质层（3）；

所述金属层（2）位于所述基底（1）和沉积介质层（3）之间，其顶面与所述沉积介质层（3）的底面连接，底面与所述基底（1）的顶面连接；

所述金属层（2）的顶面开有贯通两侧的波导凹槽，所述波导凹槽的宽度为50~90nm；所述沉积介质层（3）的底面设置有与所述波导凹槽对应的凸起，所述波导凹槽和凸起形成波导（4）；

其特征在于，所述波导（4）的侧壁上开有增益槽，所述增益槽的宽度为1~1.5μm，所述增益槽内填充有增益介质（6）和饱和吸收体（7）；

所述放大器还包括泵浦光发射装置（5），用于发射激发所述增益介质（6）的泵浦光。

2.如权利要求1所述的表面等离子波信号放大器，其特征在于，所述波导（4）的另一侧壁上设置有支节结构（8），所述支节结构（8）与所述增益槽相对。

3.如权利要求1所述的表面等离子波信号放大器，其特征在于，所述金属层（2）的顶面设置有谐振环耦合结构（9），所述谐振环耦合结构（9）为圆环结构，由其尺寸决定的特定波长的等离子波可通过所述谐振环耦合结构（9）实现耦合。

4.如权利要求1至3任一项所述的表面等离子波信号放大器，其特征在于，所述基底（1）的材料为硅，金属层（2）的材料为银，沉积介质层（3）的材料为二氧化硅、增益介质（6）的材料为若丹明，饱和吸收体的材料为DODCI（二乙基氧杂二羰花青碘化物）。

5.一种表面等离子波信号放大器的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、在基底上溅射金属层； 

B、在所述金属层上刻蚀增益槽；

C、在所述增益槽内填充增益介质和饱和吸收体；

D、在所述金属层上刻蚀贯通所述金属层两侧的波导凹槽；

E、在所述金属层上沉积介质，形成沉积介质层；

F、安装泵浦光发射装置，向所述增益介质发射泵浦光。

6.如权利要求5所述的表面等离子波信号放大器的制作方法，其特征在于，在所述步骤A中，具体包括：采用等离子放电或电子束蒸发法在所述基底上溅射金属层，所述基底的材料为硅，所述金属层的材料为银。

7.如权利要求5所述的表面等离子波信号放大器的制作方法，其特征在于，在所述步骤B中，刻蚀工艺采用干法刻蚀，所述增益槽的宽度为1~1.5μm。

8.如权利要求5所述的表面等离子波信号放大器的制作方法，其特征在于，在所述步骤C中，具体包括：采用甩胶法在所述增益槽内填充增益介质和饱和吸收体，所述增益介质的材料为若丹明，所述饱和吸收体的材料为DODCI。

9.如权利要求5所述的表面等离子波信号放大器的制作方法，其特征在于，在所述步骤E中，具体包括：采用等离子辅助沉积法在所述金属层上沉积介质，形成沉积介质层，所述沉积介质层的材料为二氧化硅。

10.如权利要求5至9任一项所述的表面等离子波信号放大器的制作方法，其特征在于，在所述步骤D中，刻蚀工艺采用电子束曝光法，所述波导凹槽的宽度为50~90nm。