通过GRIN metalens在在绝缘体平台上实现的超宽带在芯片上的光束聚焦
Jian Shen1, Yong Zhang1, Yihang Dong1
1State Key Lab of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
这项研究展示了一种用于二维光束转换的新型芯片上梯度指数 (GRIN) 金属. 这种GRIN金属使不同尺寸的波导与低插入损失之间有效的光合成为可能.
科学领域:
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 超材料是什么?超材料是什么?
- 集成光学 集成光学 集成光学
背景情况:
- 金属镜头是自由空间系统中至关重要的光学元件.
- 渐变指数 (GRIN) 金属镜头提供芯片上的光束聚焦.
- 之前的GRIN金属镜头仅限于一维聚焦.
研究的目的:
- 为了实验性地演示一个芯片上的GRIN金属用于二维光束转换.
- 为了实现不同尺寸的波导之间的高效合.
- 为了克服以前一维GRIN金属镜头的局限性.
主要方法:
- 在芯片上制造一半的马克斯韦鱼眼镜头,具有亚波长特征.
- 集成GRIN金属与波导的集成.
- 束转换和插入损失的实验性表征.
主要成果:
- 为横向电 (TE) 基本模式实现了芯片上的光束转换.
- 启用不同高度和宽度 (220 nm/8 μm至60 nm/0.5 μm) 的波导之间的合.
- 测量插入损失<1dB在1280-1620nm波长范围内,用于5.4μm长的镜头.
结论:
- 展示的GRIN metalens有效地在芯片上执行二维光束转换.
- 该设备表现出极好的性能,插入损失低,带宽宽 (模拟 1 dB 带宽至 1100 nm).
- 这项技术对先进的集成光子电路和波导互连具有重大前景.
