一种非对称非线性效应增强的全介质超表面及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种非对称非线性效应增强的超表面及其制备方法。所述超表面包括：基底层；设置于所述基底层表面的光学谐振器阵列层，所述光学谐振器阵列层包括由双层介质薄膜加工而成的多个亚波长天线单元，每个天线单元由厚度为h<subgt;1</subgt;的顶层天线和厚度为h<subgt;2</subgt;的底层天线构成，两层天线都为直径为D的圆柱形，天线单元的排列方式为二维方形周期点阵，周期为P，所述h<subgt;1</subgt;、h<subgt;2</subgt;、D、P被设计为使得光学谐振器中磁偶极子、电偶极子模式根据泵浦光的前向和后向入射方向分别呈现选择性增强和抑制的响应状态；以及设置于所述光学谐振器阵列层表面的折射率匹配层。本发明专利技术提供的超表面具有对谐波光信号的类二极管功能，具有非对称对比度高、集成度高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学器件领域，具体涉及一种非线性效应增强的超表面及其制备方法。

技术介绍

1、近年来，移动通信和光子计算技术沿着光子集成芯片模块、光逻辑计算芯片、光人工智能芯片的路线迅速发展，其未来趋势是向着可编程光子集成电路进发。在推广光子计算的技术应用上，还需要实现高效的非线性逻辑运算元件、并行高速光电转换器件以及成本合理的光子寄存器、存储器等一系列技术研发。非线性光子芯片技术还可以与光量子技术进行有机结合，从而进一步推动这些前沿领域的技术发展。

2、片上全光逻辑门是光通信和光互连系统中的关键器件，对于光分组交换、光信号再生、光计算以及完备的光子神经网络等高速全光信号处理功能的实现具有重要意义。当前光逻辑和光计算主要利用光器件内部的非线性效应来实现。

3、由非线性光-物质相互作用实现的一系列重要功能与光的非对称性控制有关。通过耦合波导微谐振器可形成相对紧凑的光子芯片，产生具有非对称光学响应的等离基元非线性元表面。介质材料的亚波长谐振器组成的超薄平面阵列可以对光进行任意调控，通过使用具有高长径比的微纳柱状结构，可以支持其内部电磁场的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非对称非线性效应增强的全介质超表面，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于，所述h1、h2、D、P通过包括以下步骤的设计方法得到：

3.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于，所述折射率匹配层包括硅油层和盖玻片，所述硅油层填充于天线阵列的间隔中并完全覆盖天线阵列，所述盖玻片设置于所述硅油层上。

4.根据权利要求3所述的超表面，其特征在于，所述超表面还包括侧间隔支架，所述侧间隔支架由厚度大于天线阵列高度的薄片组成，位于阵列两侧，支撑盖玻片并提供使硅油浸润天线阵列的空间。

5.根据权利要求1所述的超表面，其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种非对称非线性效应增强的全介质超表面，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于，所述h1、h2、d、p通过包括以下步骤的设计方法得到：

3.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于，所述折射率匹配层包括硅油层和盖玻片，所述硅油层填充于天线阵列的间隔中并完全覆盖天线阵列，所述盖玻片设置于所述硅油层上。

4.根据权利要求3所述的超表面，其特征在于，所述超表面还包括侧间隔支架，所述侧间隔支架由厚度大于天线阵列高度的薄片组成，位于阵列两侧，支撑盖玻片并提供使硅油浸润天线阵列的空间。

5.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于，形成所述基底层的材料包括红外透明的玻璃态材料。

6.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于，形成所述顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪磊，张在琛，朱秉诚，党建，吴亮，陈绩，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：