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基于硅基超表面材料的光功率分配技术研究(特邀)

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【作者】 王宇陶金刘子晨尤全杨奇刘勇毛庆洲吴伟标何平安李松郑国兴

【Author】 WANG Yu;TAO Jin;LIU Zi-chen;YOU Quan;YANG Qi;LIU Yong;MAO Qing-zhou;WU Wei-biao;HE Ping-an;LI Song;ZHENG Guo-xing;School of Electronic Information,Wuhan University;State Key Laboratory of Optical Fiber Communication Technology and Networks,Wuhan Institute of Posts and Telecommunications;Intellisense Spatial Information Engineering Research Center,State Bureau of Surveying and Mapping,Wuhan University;State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying,Mapping and Remote Sensing,Wuhan University;

【机构】 武汉大学电子信息学院武汉邮电科学研究院光纤通信技术和网络国家重点实验室武汉大学空间信息智能感知国测局工程技术研究中心武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

【摘要】 超表面材料在与光场相互作用时表现出独特的光学特性和许多有趣的物理现象,基于此材料制作的光电子功能器件对光场的调控能力有望被提升至新高。文章以光纤通信系统中的光功率分配应用为实例,提出了一种基于硅基超表面材料的新型光功率分配方案。首先,通过优化设计硅基超表面的单元结构,使其在1 458~1 593nm波长范围内的相位偏振转化效率超过90%,而无偏振转化的效率则控制在1.2%以下;其次,研究了相邻硅纳米砖之间的光场耦合效应,将其对相位精度的影响降至最低;最后,利用优化设计的硅纳米砖结构,实现了4种不同的光功率分配方式,并通过仿真加以验证。设计和仿真结果表明,基于硅基超表面材料的光功率分配技术具有结构紧凑、效率高、偏振不敏感、宽带响应、设计灵活、制造上与半导体制造工艺兼容等突出优点,有望成为未来超密、任意、智能功率分配的首选技术途径。

【基金】 国家自然科学基金资助项目(11374235,11574240,11774273);湖北省杰青人才项目(2016CFA034);武汉邮电科学研究院光纤通信技术和网络国家重点实验室开放基金资助项目(OCTN-201605);中央高校基本业务费资助项目(2042017kf0235);武汉市青年科技晨光计划资助项目(2017050304010324)
【所属期刊栏目】 特邀稿件 (2017年06期)
  • 【DOI】10.13756/j.gtxyj.2017.06.006
  • 【分类号】TN929.11
  • 【下载频次】89
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