一种基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关，包括衬底和位于衬底上的金属量子阱超表面阵列，所述金属量子阱超表面阵列由若干个金属量子阱单元周期性排列形成；所述金属量子阱单元为椭圆形块结构，长轴与y方向之间具有一个偏转角θ，在x方向上每两个相邻的椭圆形块结构相对于yz平面镜像对称；所述偏转角θ旨在获得y方向上的结构对称破缺，当沿x方向偏振的探测光正入射时，形成准连续域束缚态，并利用所述准连续域束缚态形成高Q值的谐振腔。本发明专利技术还公开了上述金属量子阱光开关的制备方法，首先通过薄膜溅射技术在衬底上生长由金属薄膜和绝缘体薄膜交错堆叠成的金属量子阱，随后通过光刻工艺或聚焦离子束铣削获得金属量子阱阵列。本发明专利技术提供的金属量子阱光开关，具有高调制速度和大调制深度，具有良好的应用前景。好的应用前景。好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关及其制备方法


[0001]本专利技术属于微纳光电子
，具体涉及一种基于准连续域束缚态的金属量子阱超表面光开关及其制备方法。

技术介绍

[0002]在自由空间光信号处理和通信领域，对幅度、相位和偏振的调制任务主要由空间光调制器来实现。其中，全光调制器相比于电光调制器具有更高的调制速度。光开关作为一种光路转换器件，是全光调制器的基本单元。它的功能是在控制变量的作用下，对光信号进行相互转换或逻辑操作。
[0003]光开关的调制速度、调制深度等参数对全光系统的性能起决定性作用。全光信号处理器件主要由光学非线性材料驱动，例如具有克尔效应的透明导电氧化物或具有光生载流子注入的半导体材料。然而，传统电介质中的光
‑
光相互作用较弱，不利于光开关器件提高效率和减小尺寸。
[0004]专利申请说明书CN107248536A公开了一种基于量子阱结构的光开关器件，包括衬底，衬底上生长缓冲层，缓冲层上生长量子阱有源层；其中，量子阱有源层从上到下依次包括第一势垒层、第一隔离层、第一沟道层、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关，包括衬底和位于衬底上的金属量子阱超表面阵列，所述金属量子阱超表面阵列由若干个金属量子阱单元周期性排列形成；所述金属量子阱单元为椭圆形块结构，所述椭圆形块结构的长轴与y方向之间具有一个偏转角θ，在x方向上每两个相邻的椭圆形块结构相对于yz平面镜像对称；所述偏转角θ旨在获得y方向上的结构对称破缺，当沿x方向偏振的探测光正入射时，形成准连续域束缚态，并利用所述准连续域束缚态形成高Q值的谐振腔。2.根据权利要求1所述的基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关，其特征在于，所述的偏转角θ为>0
°‑
30
°
。3.根据权利要求1所述的基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关，其特征在于，所述金属量子阱单元由纳米级厚度的金属层和绝缘体层交错堆叠构建，所述的金属层/绝缘体层的材料为兼容微纳加工工艺的金属/绝缘体纳米材料，其中，金属材料厚度≤5nm，绝缘体材料的带隙为1
‑
10个电子伏特。4.根据权利要求3所述的基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关，其特征在于，所述的金属层为氮化钛、金、银、铝或氧化铟锡薄膜，所述的绝缘体层为三氧化二铝薄膜或二氧化硅薄膜。5.根据权利要求4所述的基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关，其特征在于，优选地，所述金属量子阱单元由若干层厚度为0.5
‑
5.0nm的氮化钛薄膜和厚度≥单原子层
‑
50nm的三氧化二铝薄膜交错堆叠而成。6.根据权利要求1所述的基于准连续域束缚态的金属量子阱光开关，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱浩亮，马洪斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：