宽入射角度偏振不敏感高效异常反射梯度超表面

偏振不敏感超表面在实际应用中具有重要意义,本文提出了一种光通信波段的、对偏振不敏感的异常反射式梯度超表面,这种超表面对于x-偏振和y-偏振入射光都能够实现高效率的异常反射,表现出偏振不敏感特性,为解决传统反射式超表面的偏振敏感性问题提供了一种新途径.它采用金属(Au)-绝缘层(SiO_2)-金属(Au)结构,超表面的超晶胞由五个各向同性的、尺寸不同的十字形基本结构单元组成.仿真结果表明,这种超表面结构对不同线偏振入射平面光波有几乎相同的相位和振幅响应;合理的选取五个基本结构单元的尺寸,在一个超晶胞内实现了2π相位的覆盖,反射光波阵面畸变小,而且反射光都集中到异常反射级次,在工作波长1480 nm处具有较高的异常反射率(～70%).此外,这种结构的超表面在-30°—0°的宽入射角度范围内都具有偏振不敏感的异常反射特性.在光通信、光信号处理、显示成像等领域具有潜在的应用前景.

基于双矩形腔边耦合波导的等离子体诱导透明效应

为了降低功耗、实现超快速响应,设计了一种基于双矩形腔边耦合等离子体波导系统,并研究了其等离子体诱导透明效应.采用光学Kerr效应超快调控石墨烯-Ag复合材料波导结构,实现1 ps量级的超快响应时间.动态调控等离子体波导的传输相移,当泵浦光强为5.83 MW/cm^2时,等离子体诱导透明系统能够实现透射光谱π相移,这是因为基于石墨烯-Ag复合材料结构等离子体波导具有大的等效光学Kerr非线性系数,表面等离子体激元局域光场和等离子体诱导透明效应慢光对光学Kerr效应产生了协同增强作用,大大降低了系统获得透射光谱π相移的泵浦光强.等离子体诱导透明效应透明窗口的可调谐带宽为40 nm,系统的群延时控制在0.15 ps到0.85 ps之间,并且光波通过间接耦合或者相位耦合机制实现了等离子体诱导透明效应相移倍增效应.耦合模式理论计算结果很好地吻合了时域有限差分法仿真模拟结果,研究结果对于低功耗、超快速非线性响应和紧凑型光子器件的设计和制作具有一定的参考意义.