基于相变与悬链线连续相位调控的超构光子开关

• 作者: 宋睿睿 邓钦玲 周绍林
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 相变 超材料与超表面 超构器件 光子开关
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 专题:微纳光电子与激光|SPECIAL TOPIC-Micro-nano photoelectron and laser
• 页码范围: 16-23
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211538

摘要

针对超表面相位调控中的无源及离散特性,本文拟将等宽悬链线超构单元与非易失性相变介质结合,探索研究一种高效连续相位调制的双稳态相变有源波前超构开关.首先在9-10 μm之间的宽带中红外波段实现了可动态切换的波前偏转开关;当相变层在非晶态和晶态之间切换时,人射光波前分别呈现异常反射和正常的镜面反射,即"开"或"关"两个偏转状态.其次展示了一种可动态切换的高阶贝塞尔光束开关:非晶态时,9.6 μm波长垂直入射下交叉极化转换效率接近100％,产生正常的几何相位调控与二阶贝塞尔聚焦,即"开"态;而相变至晶态时,交叉极化与几何相位调控被"关"闭.本质上,自旋-轨道相互作用具有无色散的相位调控保证了该类器件的宽波段工作特性,在未来的有源光电子集成、光通讯等应用领域中具有重大潜力.