光学非互易特性指的是打破洛伦兹互易性时,沿着正向传输和反向传输的光有着不同的透过率。利用非互易特性,可以制作光二极管、光隔离器、光环形器等,这类器件在光电子领域有着极为重要的应用。传统光非互易性的实现需要依赖于磁光效应,但这种基于磁光效应的非互易器件需要外加磁场且尺寸很大不利于器件的集成设计。如何实现集成化且无需外加磁场的宽带非互易器件,依然是一个极具挑战性的难题。
武汉光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室张新亮教授、施雷讲师和硕士生王哲奇等人,提出了一种新型的片上非互易器件[1]。这一器件利用了硅有机混合波导的高非线性,而无需依赖于磁光效应。器件的设计基于一个非对称耦合结构,其中一支是填充火石玻璃LaSF-010的Slot波导,另一支是填充有机材料DDMEBT的Slot波导。耦合器两波导的线性折射率很相近,但它们的非线性折射率相差很大。该器件具有超大的工作带宽(约66 nm),并且对于连续光和超短脉冲(200 fs)均可工作。
该研究成果发表在美国光学学会(OSA)旗下的Optics Express上,相关工作得到了国家自然科学基金(Grant No. 61307075)、教育部博士点基金(Grant No. 20120142120067)和中央高校基本科研业务费(HUST: 2014TS019)的资助。
[1] Z. Wang, L. Shi, X. Xu, J. Zhang, J. Zhang, and X. Zhang, "Optical nonreciprocity with large bandwidth in asymmetric hybrid slot waveguide coupler," Opt. Express 23, 3690-3698 (2015).
http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-23-3-3690
器件结构图
(责任编辑:陈智敏)