[发明专利]具有有效折射率梯度的电磁波谐振器

权利要求书

1.一种电磁波谐振器(10)，包括主体(15)，其中所述主体：

-具有实质上在平面(r，θ)中延伸的结构；

-包括位于极限半径r_i和r_o之间的区域中的材料，其中0≤r_i＜r_o，并且r_o对应于所述结构的凸壳()的半径；以及

-允许电磁波传播，

以及其中，

如对所述材料在所述平面(r，θ)中的折射率角平均而获得的有效折射率n_e(r)在所述区域内减小。

2.如权利要求1所述的谐振器，其中，如对所述材料在所述平面(r，θ)中的密度(ρ)角平均而获得的所述材料的有效密度在所述区域中减小。

3.如权利要求2所述的谐振器，其中，如对所述材料在所述平面(r，θ)中的填充因子角平均而获得的所述材料的有效填充因子在所述区域中减小。

4.如权利要求1至3中任一项所述的谐振器，其中，所述主体构造有周界部件(12)，配置所述周界部件，以获得所述减小的有效折射率n_e(r)。

5.如权利要求4所述的谐振器，其中，所述部件(12)实质上垂直于所述结构的特征闭合曲线()，沿径向向外延伸，以及其中，所述部件优选被配置成齿状物或楔状物(12)。

6.如权利要求4或5所述的谐振器，其中：

-所述谐振器设计用于给定范围的电磁波，优选为630nm至860nm或1300nm至1600nm的电磁波；以及

-所述部件之间的特征节距(p_c)，优选为弦节距实质上小于所述给定范围的典型波长λ_m，优选小于λ_m/2，更优选小于λ_m/4。

7.如权利要求6所述的谐振器，其中，所述特征节距(p_c)位于30nm至500nm之间，优选位于30nm至200nm之间。

8.如权利要求6或7所述的谐振器，其中，所述部件的特征深度(h)小于10λ_m。

9.如权利要求6至8中任一项所述的谐振器，其中，所述凸壳()的半径r_o实质上大于λ_m，优选大于3λ_m/2，更优选大于2λ_m。

10.如权利要求1至9中任一项所述的谐振器，其中，所述主体具有优选垂直于所述平面的狭槽。

11.如权利要求1至10中任一项所述的谐振器，具有盘形或诸如环形的闭环结构，并且其中优选地，所述主体是一体的。

12.如权利要求1至11中任一项所述的谐振器，其中，所述主体包括折射率高于周围介质的材料，其中所述材料包括从以下选择的单质或化合物：

-半导体，例如Si、GaAs、GaN、InP或InGaN；

-氧化物，例如SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、HfO₂、Al₂O₃或LiNbO₃；或者

-氮化物，例如Si₃N₄、SiON或TiON。

13.权利要求12所述的谐振器，还包括附加材料，所述附加材料围绕所述材料，从而形成所述周围介质，并且所述附加材料优选地包括从以下选择的化合物：

-氧化物，例如SiO₂、TiO₂、Ta₂O₅、HfO₂、Al₂O₃或LiNbO₃；

-氮化物，例如Si₃N₄、SiON或TiON；

-聚合物；

-油；或者

-水。