片上全光开关、片上全光开关的制备方法及光电子器件技术

本发明专利技术提供一种片上全光开关、片上全光开关的制备方法及光电子器件，片上全光开关包括衬底、设置于衬底上表面的绝缘层、设置于绝缘层上表面的二维拓扑绝缘体层、设置于二维拓扑绝缘体层上表面的隔离层，设置于隔离层上表面的微纳阵列层；微纳阵列层与二维拓扑绝缘体层在不同偏振方向和/或不同波长泵浦光的激发下产生增强或者抑制的光学饱和吸收效应，增强的饱和吸收是基于微纳阵列层的局域表面的等离子激元共振诱导的高浓度电场形成的，抑制的饱和吸收是基于双光子吸收形成的。通过改变泵浦光的偏振方向或波长，探测光的透射率强度会被调制，使得具备了光诱导的"开"和"关"模式，降低了片上全光开关的功耗，提升片上全光开关的响应速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及片上全光开关，尤其涉及一种片上全光开关、片上全光开关的制备方法及光电子器件。

技术介绍

1、随着人工智能、经济数据分析和云计算的快速发展，对超高速和高能效计算的需求呈指数级增长。在现有冯诺依曼架构下的传统电子计算处理器难以同时满足高速计算和低能耗，光子计算因低功耗、超大带宽、超快处理速度和高集成度等特点，成为解决大数据时代下爆炸式增长的海量数据计算需求的领先技术，采用光子作为信息载体的全光计算提供了一种有前途的替代方法。

2、当前，集成光子计算通常依靠三阶非线性光学来实现全光控制。对于一般光学集成开关器件，其材料的非线性系数不高，往往需要较高的入射光功率才能实现较强的光学非线性效应，但难以适应集成光学中低功耗的要求。而且，超快的响应时间和较强的非线性敏感性通常在光学材料中呈现出一种固有的特性，较强的非线性敏感性通常只能以较慢的响应时间为代价来获得，使得现有的集成全光开关器件的功耗高、响应速度慢。

技术实现思路

1、本专利技术提供一种片上全光开关、片上全光开关的制备方法及光电子器件，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种片上全光开关，其特征在于，包括：衬底、绝缘层、二维拓扑绝缘体层、隔离层和微纳阵列层，所述绝缘层设置于所述衬底的上表面，所述二维拓扑绝缘体层设置于所述绝缘层的上表面，所述隔离层设置于所述二维拓扑绝缘体层的上表面，所述微纳阵列层设置于所述隔离层的上表面；其中，

2.根据权利要求1所述的片上全光开关，其特征在于，所述二维拓扑绝缘体层包括至少一层拓扑绝缘体；所述二维拓扑绝缘体层包括以下至少一项：小于第一预设阈值的带隙、金属表面态、宽带吸收、大于第二预设阈值的载流子迁移率。

3.根据权利要求1或2所述的片上全光开关，其特征在于，所述微纳阵列层为二维周期性排布的光栅结...

【技术特征摘要】

1.一种片上全光开关，其特征在于，包括：衬底、绝缘层、二维拓扑绝缘体层、隔离层和微纳阵列层，所述绝缘层设置于所述衬底的上表面，所述二维拓扑绝缘体层设置于所述绝缘层的上表面，所述隔离层设置于所述二维拓扑绝缘体层的上表面，所述微纳阵列层设置于所述隔离层的上表面；其中，

2.根据权利要求1所述的片上全光开关，其特征在于，所述二维拓扑绝缘体层包括至少一层拓扑绝缘体；所述二维拓扑绝缘体层包括以下至少一项：小于第一预设阈值的带隙、金属表面态、宽带吸收、大于第二预设阈值的载流子迁移率。

3.根据权利要求1或2所述的片上全光开关，其特征在于，所述微纳阵列层为二维周期性排布的光栅结构或者光子晶体结构，所述光栅结构包括以下任一项：长方体状光栅结构、正方体状光栅结构、圆柱状光栅结构、多面体状光栅结构。

4.根据权利要求1或2所述的片上全光开关，其特征在于，所述微纳阵列层的材料为一种金属材料、多种金属材料的合金材料或者半导体材料构成。

5.根据权利要求1或2所述的片上全...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤洁，郑鑫，欧阳昊，赵泽宇，周军虎，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：