华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 武汉 430074
硅基集成光波导具有很高的折射率对比度, 能将光场限制在纳米尺度, 是制备结构紧凑、高效的纳米光子器件的关键。但是, 高折射率对比度也会引起波导双折射效应。因此, 几乎所有纳米光子器件都是偏振相关的。偏振分束器是偏振分集光子集成电路中克服硅纳米器件强偏振依赖性的重要组成部分, 在片上相干通信、传感与环境检测等领域具有广阔的应用前景。目前报道的基于亚波长光栅波导结构的偏振分束器, 工作带宽在200nm以上, 消光比也超过了20dB。文章简述了各种类型偏振分束器的工作原理, 对其尺寸、消光比、带宽等方面的性能进行了比较, 分析了各类偏振分束器的优劣势, 最后总结了其主要应用场景并展望了未来发展方向。
集成光电子学 纳米光子器件 偏振相关 偏振分束器 integrated optoelectronics nanophononics devices polarization dependent polarization beam splitters
1 苏州大学 物理科学与技术学院，江苏 苏州 215006
2 深圳光启高等理工研究院, 广东 深圳 518000
3 深圳光启尖端技术有限责任公司, 广东 深圳 518000
4 超材料电磁调制技术国家重点实验室, 广东 深圳 518000
基于具有强非局域效应的金属-电介质多层膜结构提出了三种偏振分光器.当多层膜结构的平均介电常数为零时，横电偏振电磁波对应的等频率曲线为一很小的圆，而横磁偏振电磁波对应的等频率曲线则为两支抛物线，这是由表面等离激元诱导的非局域效应引起的.利用该多层膜结构在不同偏振电磁波下等频率曲线表现出巨大差异这一特性，提出了三种偏振分光器，其中包含厚度远小于波长的超薄偏振分光器.这些结果有望在偏振选择吸收体以及集成光子器件中有潜在应用.
非局域效应 偏振分光器 零折射率材料 金属-电介质复合材料 nonlocality polarization beam splitters zero-index media metal-dielectric composites 红外与毫米波学报
2019, 38(4): 04445
Institute of Communications Engineering, PLA University of Science and Technology, Nanjing 210007, China
Frontiers of Optoelectronics
2009, 2(1): 76
