研究目的
设计一种紧凑且低功耗的全光表面等离子体开关，该开关具有隔离的泵浦波导和数据波导，以及包含纳米银条带的矩形腔体，用于复杂的集成光路中。
研究成果
所提出的全光等离子体开关具有结构紧凑、泵浦强度低和对比度高的特点，适用于复杂的集成光路。数据和泵浦信号采用独立路径传输可提升其性能，在超快光通信系统中具有潜在应用价值。
研究不足
该研究侧重于数值模拟与理论分析，由于材料特性和制造难题，在实际应用中可能存在潜在局限性。其性能可能因不同的克尔材料及结构参数而有所变化。
具有隔离泵浦光波导和数据光波导以及包含纳米银条的矩形腔的紧凑型低功耗全光表面等离子体开关
DOI：10.1016/j.spmi.2020.106481
期刊：Superlattices and Microstructures
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
本文提出了一种基于新型拓扑结构的等离激元全光开关。该结构由一个矩形腔体与两条交叉波导耦合构成。在矩形腔体内插入若干具有锥形图案的银条，从而在数据信号的传输光谱中形成陡峭边缘。腔体与波导内填充具有高克尔型非线性的非线性绝缘材料。垂直与水平波导分别用于传输数据信号与泵浦信号。当同时施加数据信号和泵浦信号时，克尔材料的折射率发生变化，从而触发开关机制。为数据信号与泵浦信号分配不同路径可实现二者间的理想隔离。该开关通过时域有限差分（FDTD）方法进行数值模拟，为验证FDTD仿真结果，还采用传输线法分析了基础开关结构。其显著特征包括：紧凑尺寸（考虑两个不同输入端口）、低泵浦强度、结构简单、对称结构、良好隔离度及高对比度。因此，该结构有望应用于复杂集成光路。
作者：
Shiva Khani，Mohammad Danaie，Pejman Rezaei
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