Near-Zero-Index Slabs on Bloch Surface Wave Platform for Long-Range Directional Couplers and Optical Logic Gates

功率分配器和定向耦合器 光学 材料科学 联轴节(管道) 波导管 光子晶体 表面波 光子集成电路 物理 光电子学 冶金
作者
Chih‐Zong Deng,Ya‐Lun Ho,Hiroyasu Yamahara,Hitoshi Tabata,Jean‐Jacques Delaunay
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (2): 2224-2232 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acsnano.1c08318
摘要

Near-zero-index materials and structures, with their extraordinary optical behaviors of phase-free propagation resulting in directional radiation, provide a possible approach for directional coupling and optical logic gates in photonic integrated circuits. However, the radiation from the near-zero-index structures is limited to a short range of a few hundreds of nanometers. A Bloch surface wave (BSW), an electromagnetic surface wave that can be excited at the interface between an all-dielectric multilayer and a dielectric medium with a low-loss optical mode, provides a solution to increase the propagation length. In this work, we present a nanostructured near-zero-index slab integrated on the all-dielectric metal-free BSW platform for long-range surface wave radiation. By employing the long-range directional surface-wave radiation, a directional coupler and optical logic gates based on the BSW near-zero-index slabs are realized. The proposed directional couplers achieve long coupling distances (the electric-field magnitude ratio between the input slab and output slab is 0.22 with a 50 μm coupling distance), which is 2 orders of magnitude longer than that of conventional directional couplers based on evanescent wave coupling. By controlling the interference pattern of the BSW between the slabs, the XOR logic gate is experimentally demonstrated with a significant extinction ratio of 27.9 dB at telecommunications wavelengths. The BSW near-zero-index logic gates and the directional coupler with long-range light propagation provide an approach to the development of photonic integrated circuits and metal-free surface wave-based applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
任迷迷完成签到 ,获得积分10
2秒前
慕容杏子完成签到 ,获得积分10
2秒前
牛马人生完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
cyh完成签到 ,获得积分10
4秒前
huluwa完成签到,获得积分10
4秒前
ziwei完成签到,获得积分10
5秒前
zhuangbaobao完成签到,获得积分10
7秒前
Echo1128完成签到 ,获得积分10
8秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
科研民工打工中完成签到,获得积分10
10秒前
Zy189完成签到,获得积分10
13秒前
哒哒哒完成签到 ,获得积分10
15秒前
阿飞完成签到,获得积分10
17秒前
平淡雨南发布了新的文献求助10
17秒前
我独舞完成签到 ,获得积分10
19秒前
sue完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
杨胜菲完成签到,获得积分10
26秒前
银河里完成签到 ,获得积分10
26秒前
华北走地鸡完成签到,获得积分10
26秒前
披着羊皮的狼应助sue采纳,获得10
26秒前
lq完成签到,获得积分10
27秒前
32秒前
趙途嘵生完成签到,获得积分10
34秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
36秒前
arniu2008发布了新的文献求助10
39秒前
淡淡的山芙完成签到 ,获得积分10
40秒前
Liang完成签到,获得积分0
42秒前
42秒前
夜霄咕咕鸽完成签到 ,获得积分10
43秒前
火的信仰完成签到 ,获得积分10
44秒前
44秒前
chenh完成签到,获得积分10
45秒前
45秒前
46秒前
46秒前
morry5007完成签到,获得积分10
47秒前
TJQ完成签到 ,获得积分10
47秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258640
关于积分的说明 17591778
捐赠科研通 5504542
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901588
邀请新用户注册赠送积分活动 1878538
关于科研通互助平台的介绍 1718137