线性各向同性介质实现单向光传输的理论与实验研究

项目名称： 线性各向同性介质实现单向光传输的理论与实验研究

项目编号： No.11374367

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 叶卫民

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 89万元

中文摘要： 类似电二极管，单向光传输是在同一传输通道中，光的正向传输率接近1而反向传输率近似为零的奇异光传输现象，在光互连、光通讯和光传感系统中有着重大的应用价值。由于基于磁光介质和非线性介质的单向光传输器分别需要外加磁场和输入强的信号或控制光，本项目拟开展线性各向同性介质实现单向光传输的理论与实验研究。在前期研究的基础上，我们提出级联具有模式选择和模式转换功能的不同纳米结构,构造单向光传输器的新思路；按此思路，利用亚波长硅光栅对空间光偏振和传播方向的选择与转换功能，一维光子晶体和截面非对称纳米结构对纳米线波导的模式选择与转换功能，开展光通讯波段基于硅光栅的单向光传输薄膜和基于硅纳米线波导单向光传输器的结构设计，并制备相应样品，实验验证其性能。本项目研究的单向光传输器件具有体积小、制备工艺CMOS兼容的优势，虽不具有光隔离性能，但可以非互易地操控空间光和纳米线波导模式，有望用于光学薄膜和集成光路中。

中文关键词： 单向光传输；平面手性结构；偏振旋转器；模式转换器；超表面

英文摘要： Unidirectional transmission, functionally similar to electrical diodes, means nearly 100% transmission is allowed for light propagating along one direction and 0% transmission is allowed along the opposite direction within the same propagation channel. It

英文关键词： unidirectional transmission；planar chiral structure；polarization rotator；mode converter；metasurface