一种混合型布洛赫等离激元光波导结构

本发明公开了一种具有较强光场限制能力和低传输损耗的混合布洛赫等离激元光波导，包括嵌于包覆层中的金属纳米线、多层膜结构以及夹在金属纳米线和多层膜结构之间的低折射率介质缓冲层。与金属纳米线和多层膜结构紧邻的低折射率介质缓冲层区域的存在，可显著地缩小该波导结构的光场分布范围，实现对传输光场的二维亚波长约束；同时由于多层膜介质结构的存在，可以显著降低传输光场的传输损耗。所述混合光波导结构克服了现有表面等离子激元光波导及布洛赫表面激元光波导在光场限制能力和传输损耗之间的矛盾，解决了大尺寸、高集成度光波导器件中的损耗与干扰的问题，为超高集成度光波导芯片的实现提供可能。

1.一种混合型布洛赫等离激元光波导结构，其特征在于，包括包覆层、嵌于包覆层中的金属纳米线，还包括多层膜结构元件和夹在金属纳米线和多层膜结构元件之间的低折射率介质缓冲层；所述多层膜结构元件依次包括透明电介质基底、多层介质材料层、高折射率介质条，其中多层介质材料层由高折射率介质材料层与低折射率介质材料层交替叠加而成；高折射率介质条的材料折射率高于低折射率介质缓冲层以及包覆层的材料折射率，低折射率介质缓冲层和包覆层的材料为相同材料或不同材料，低折射率介质缓冲层和包覆层的材料折射率的最大值与高折射率介质条的材料折射率的比值小于0.75。2.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述低折射率介质缓冲层的宽度范围不小于所传输的光信号的波长的0.6倍；所述低折射率介质缓冲层的高度范围不大于所传输的光信号的波长的0.1倍。3.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述高折射率介质条的宽度不小于所传输的光信号的波长的0.6倍，所述高折射率介质条的高度范围不大于所传输的光信号的波长的0.2倍。4.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述结构中金属纳米线的材料为能产生表面等离子激元的金、银、铝、铜、钛、镍、铬中的任何一种、或是各自的合金、或是不同金属复合的材料；所述低折射率介质缓冲层采用二氧化硅、二氟化镁、冰晶石中的任何一种。5.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述高折射率介质条采用二氧化钛、氮化硅、硫化锌、氧化铈、氧化锆中的任何一种。6.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，A）所述高折射率介质材料层与所述高折射率介质条的材料折射率相同；B）所述低折射率介质材料层与所述低折射率介质缓冲层的材料折射率相同。7.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述结构中金属纳米线的半径范围为10-200nm。