光子晶体表面态制造技术

光子晶体可被配置成支持用于逻辑的表面态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般涉及光子晶体表面态。 概要在一个实施例中，一种装置包括配置成支持表面态的边界区的第一光子晶 体结构，该第一光子晶体结构包括耦合至边界区的第一表面态输入、耦合至边 界区的第一表面态输出、以及第一门(gate)，该第一门包括具有一种或多种 可变电磁特性的区域。前述概要仅是示例性的，并且无意以任何方式进行限制。除以上所描述的示例性方面、实施例和特征之外，通过参照附图和以下的详细描述，其它方面、 实施例和特征将变得显而易见。附图说明图l示出了光子带隙图。 图2示出了第一光子晶体结构。图3示出了第一光子晶体结构和第二结构。图4示出了包括第一材料和第二材料的第一光子晶体结构。图5示出了第一光子晶体结构的俯视图。图6示出了第一光子晶体结构的侧视图。图7示出了第一光子晶体结构和能量导轨(guide)的俯视图。图8示出了包括第一光子晶体结构的系统的俯视图。图9示出了包括第一光子晶体结构的系统的俯视图。图IO示出了包括第一光子晶体结构的系统的俯视图。图ll示出了第一光子晶体结构。图12示出了第一光子晶体结构的俯视图。详细描述在以下详细描述中，参照构成其一部分的附图。在附图中，类似附图标记 通常标识类似元件，除非上下文另外指示。在详细描述中所描述的示例性实施 例中，附图和权利要求并不意味着限制。可使用其它实施例，以及作出其它变 化而不背离在此给出的主题的精神和范围。表面态可存在于其中电介质之一具有负或有效负介电常数的电介质-电介 质界面上。例如，在电介质中的一者或两者是诸如光子晶体等具有带隙的材料 的情形中，在光子晶体与该光子晶体的禁能带中的其它电介质之间的界面处可 存在表面态。在通过引用结合于此的E. Yablonovitch在2001年12月的Scientific American(科学美国)的第285巻第6号第47-55页的"PHOTONIC CRYSTALS: SEMICONDUCTORS OF LIGHT (光子晶体光半导体)"中描述了光子晶体。 在图1中示出了具有带隙102的带隙图。光子晶体可以是如Yablonovitch中描述的1D、 2D或3D光子晶体。如通过引用结合于此并且附加其副本作为附录 A的、Linkoping大学的科学与技术系的A. I. Rahachou和I. V. Zozoulenko在 2005年10月31日给出的"WAVEGUIDING PROPERTIES OF SURFACE STATES IN PHOTONIC CRYSTALS (光子晶体中的表面态的波导特性)"的 第 1-4 页 —— 且 位 于http:〃www.itn.liu.se/meso-phot/publications/2005—waveguides—0510273.pdf 处——中描述的，光子晶体可引导表面态。图2示出了第一光子晶体结构206的边界区204处的表面态202。与光子 晶体结构206形成边界区204的材料或结构(未示出)可以是空气、真空或 其等效物；基本上同质的介电材料；第二光子晶体结构；或不同的材料或结构。 尽管边界区204被示为基本上连续且平坦，但是它也可具有不同形状。尽管表 面态202被示为包括在边界区204处具有场最大值的实质的指数函数，但是它 可仅包括近似指数函数、可由不同函数来描述、和/或可在除边界区204以外的 某个地方具有场最大值。此外，尽管出于说明目的，表面态202被示为在第一 光子晶体结构206上的特定位置处，但是表面态202的空间分布可以是任何情 形。图3示出了在第一光子晶体结构206与第二结构302之间的界面处的表面 态202。第二结构302可包括第二光子晶体、基本上同质的介电材料、或不同 结构。在第二结构302包括第二光子晶体的情形中，第二光子晶体可具有与第 一光子晶体结构206的带隙重叠的带隙。此外，尽管图3示出了与第一光子晶 体结构206的边界区204基本上紧密接触的第二结构302，但是第一光子晶体 结构206与第二结构302可略微分开，如David F.P. Pile在2005年7月10刊 号20的Applied Optics (应用光学)的第44巻第4398-4401页的"GAP MODES OF ONE-DIMENSIONAL PHOTONIC CRYSTAL SURFACE WAVES (—维光 子晶体表面波的隙模式)"中描述的。图4示出了第一光子晶体结构206的边界区204处的表面态202，其中第 一光子晶体结构206包括由在衬底406上制造的第一材料402和第二材料404 的多个层组成的ID光子晶体。在通过引用结合于此的Yablonovitch以及Y. Fink、 J. N. Winn、 S. Fan、 C. Chen、 J. Michel、 J. D. Joannopoulos禾口 E. L. Thomas12在1998年11月27日的Science (科学)的第282巻第1679-1682页的"A DIELECTRIC OMNIDIRECTIONAL REFLECTOR (介电全角度反射镜)"中 给出了 ID光子晶体的示例。尽管第一光子晶体结构206被示为具有交替的第一材料402和第二材料 404的层，其中这些层具有基本上相等的厚度，但是可根据第一光子晶体结构 206的设计来选择层厚度以及材料402、 404，并且层厚度可变化。例如，第一 光子晶体结构206的设计可以是这样的一一层厚度被配置成不同，层厚度可因 制造缺陷而略微变化，结构可包括其厚度与第一光子晶体结构206的其余部分 的周期性不一致的顶层，和/或可存在关于层厚度变化的其它原因。尽管第一光 子晶体结构206被示为具有两种不同材料402、 404，但是它可具有两种以上的 材料。此外，尽管第一光子晶体结构206在图4中被示为具有七层，但是它可 具有不同数目的层。出于示例性目的，图4中的第一光子晶体结构206被示为 1D光子晶体，但是在其它实施例中，第一光子晶体结构206可以是2D或3D 晶体结构，并且可具有与针对1D光子晶体结构所描述的变化类似的变化。图5示出了第一光子晶体结构206的第一实施例的、配置成具有第一表面 态输入502、第一表面态输出504和第一门506的第一导轨501的横截面俯视 图，而图6示出了其横截面侧视图，其中第一光子晶体结构206是配备有如图 4中所示的交替的第一材料402和第二材料404的层的1D光子晶体。输入耦 合结构508被配置成将入射光512转换成表面态202 (如图2-4中所示)，而 输出耦合结构510被配置成将表面态202转换成出射光512。在各自通过引用结合于此的、E. Moreno、 L. Martin-Moreno禾卩F丄 Garcia-Vidal在2004年10月的刊号2的Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications(光子和纳米结构-基础与应用)的第2巻第97-102 页的"EFFICIENT COUPLING OF LIGHT INTO AND OUT OF A PHOTONIC CRYSTAL WAVEGUIDE VIA SURFACE MODES (经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：　包括配置成支持表面态的边界区的第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构包括耦合至所述边界区的第一表面态输入、耦合至所述边界区的第一表面态输出、以及第一门，所述第一门包括具有一种或多种可变电磁特性的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RA海德，NP梅尔沃德，
申请(专利权)人：西尔瑞特有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]