我科学家发布集成光子器件研究重要进展

我科学家发布集成光子器件研究重要进展
光明日报北京4月25日电(记者晋浩天)近来,北京大学信息科学技能学院电子学系、区域光纤通信网与新式光通信系统国家重点试验室彭超副教授课题组与美国麻省理工学院物理学系马林·索尔贾希克教授、宾夕法尼亚大学物理与地理学系甄博助理教授协作,从拓扑光子学视角提出一种在单层硅基板上不依托反射镜而完成定向辐射的新方法。相关研讨成果《拓扑维护的单导游模共振态观测》日前在线发表于《天然》。  单向辐射作为完成大规模光子集成和光子芯片的关键技能之一,广泛应用于高性能光栅耦合器、高能效激光器及激光雷达光学天线等,现在大多经过分布式布拉格光栅反射镜、金属反射镜等镜面反射完成。但是,片上集成时,反射镜不只体积大、结构杂乱、加工难度高,还会引进额定的损耗和色散。  针对这一集成光子器材研讨中亟待解决的关键问题,彭超等人从拓扑荷控制动身,在光子晶体平板中完成了单向辐射的特别谐振态,即单侧辐射导模共振态,在一维光子晶体中经过歪斜侧壁一起破缺结构笔直对称性和面内对称性,使系统中连续区束缚态所带着的整数拓扑荷分裂为一对半整数拓扑荷,并在平板上、下两边外表发生大小不等的辐射。  此刻,保持对称性破缺,经过调控参数将一侧外表的成对半整数拓扑荷从头合并成整数拓扑荷,构成不依赖镜面仅朝一个外表辐射能量的UGR态。联合课题组使用自主开展的歪斜刻蚀工艺制备样品,试验上观测到非对称辐射比高达27.7dB;这就意味着超越99.8%的光子能量朝一侧定向辐射,较传统规划提高了1~2个数量级,然后有力证明了单向辐射导模共振态的有效性和优越性。该技能有望明显下降片上光端口的插入损耗,大幅推进高密度光互连和光子芯片技能的开展。

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