超大带宽级联式全斯托克斯成像元表面基于双大轴圆形二元化格子
Bo Cheng1,2, Guofeng Song1,2
1Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|August 12, 2023
概括
这项研究引入了一种新的双大轴格子,用于宽带四分之一波板功能. 该设备使用金属-绝缘体-金属波导和法布里-佩罗共振来控制光极化的宽光谱.
科学领域:
- 塑学和纳米光子学
- 光学元材料是一种光学元材料.
- 极化光学 极化光学 极化光学
背景情况:
- 金属-绝缘体-金属 (MIM) 波导支持表面等离子极子子 (SPP).
- 法布里-佩罗特 (FP) 反应使波长选择性的光学特性成为可能.
- 实现宽带极化控制仍然是纳米光子学的一个挑战.
研究的目的:
- 在数字上提出宽带四分之一波板功能的双大轴格子.
- 通过MIM波导中的法布里-佩罗共振来研究光学属性的控制.
- 开发一个具有扩展运行带宽的循环极化二极化装置.
主要方法:
- 一个双大轴格子的数值模拟,其中包括两个具有不同介电厚度的MIM波导.
- 对 TE 事件波的引导模式共振通道的分析.
- 针对TM事件波的间隙表面等离子极子子 (gap-SPPs) 的混合模式的研究.
- 与银格子集成,以创建一个循环极化二极化装置.
主要成果:
- 拟议的结构在异常大的带宽 (1.0-2.2μm) 上充当四分之一波板.
- 光学特性可以通过FP共振调整,控制TE模式的长波和短波.
- TM模式由不同间隙厚度的混合间隙-SPP模式控制.
- 组合的设备表现出一个1.65微米有效带宽循环极化二极化与>10dB灭绝比.
- 通过全斯托克斯像素技术,可以准确地测量1.2-2.8μm的任意极化状态,从而在近红外线中实现这种元素的最大带宽 (1600nm).
- 线性极化度 (Dolp) 和圆性极化度 (Docp) 的平均误差分别低于-25 dB和-10 dB.
结论:
- 双大轴格提供了一个小型化的光学元件,用于宽带极化操纵.
- 拟议的循环极化二极化装置和全斯托克斯像素技术显著提升了近红外光谱中的极化测量能力.
- 这项工作为开发具有前所未有的带宽的先进极化光学提供了一个强大的平台.
