基于电化学金属化的偏振无关超表面光开关
Polarization-Independent Metasurface Optical Switch Based on Electrochemical Metallization
吴凯 1陈治良 1李忠洋 1邴丕彬 1徐娟 1张红涛 1谭联 1姚建铨2
作者信息
- 1. 华北水利水电大学电气工程学院,河南 郑州 450045
- 2. 天津大学精密仪器与光电工程学院,激光与光电子研究所,天津 300072
- 折叠
摘要
提出了一种工作在1.55 μm波长处的基于电化学金属化的偏振无关超表面光开关.该器件子单元包括硅衬底,二氧化硅介质层和嵌入二氧化硅中的银十字结构.子单元之间导电细丝的形成和断裂可以改变银十字结构的共振波长,从而触发光开关的开启或关闭.数值结果表明,所提出的超表面光开关在1.55 μm波长处的消光比可以达到14 dB以上,并且对于横电(TE)模和横磁(TM)模的光不敏感.所提出的器件有望解决高功耗和大规模光开关的问题,可用于光开关、光调制、光存储和计算以及大规模光子集成器件中.
Abstract
A polarization-independent metasurface optical switch based on electrochemical metallization working at 1.55 μm is proposed.The unit cell of the device comprises a silicon substrate,silica dielectric layer,and silver cross structure embedded in silica.The formation and rupture of conductive filaments between sub-units can alter the resonant wavelength of the cross structure,which triggers the state of the optical switch on or off.Numerical results demonstrate that the extinction ratio of the metasurface optical switch can exceed 14 dB at 1.55 μm,and it is insensitive to the transverse electric(TE)mode and transverse magnetic(TM)mode of light.The proposed device is expected to address the problems of high-power consumption,enabling the adoption of large-scale optical switches in optical switches,optical modulation,optical storage and computing,and large-scale photonic integrated devices.
关键词
电化学金属化/偏振无关/导电细丝/光开关/超表面Key words
electrochemical metallization/polarization-independence/conductive filaments/optical switch/metasurface引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(61735010)
国家自然科学基金(31671580)
国家自然科学基金(61601183)
河南省自然科学基金(232300421391)
河南省自然科学基金(222300420233)
河南省自然科学基金(162300410190)
河南省重点研究发展计划项目(202102210390)
河南省重点研究发展计划项目(222102210242)
河南省青年骨干教师项目(2020GGJS099)
出版年
2024
NETL
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