Optički komunikacijski opseg, ultra tanak optički rezonator

Optički komunikacijski opseg, ultra tanak optički rezonator
Optički rezonatori mogu lokalizirati specifične valne duljine lakih valova u ograničenom prostoru i imati važne aplikacije u interakciji svjetlosnih materija,Optička komunikacija, optičko osjetljivo i optička integracija. Veličina rezonatora uglavnom ovisi o karakteristikama materijala i operativne talasne dužine, silicijum rezonatori koji rade u bliskom infracrvenom opsegu obično zahtijevaju optičke strukture stotina nanometara i iznad. Posljednjih godina, ultra tanki planarski optički rezonatori privukli su veliku pažnju zbog potencijalnih primjena u strukturnom boju, holografskom snimanju, regulaciji lampica i optoelektronskim uređajima. Kako smanjiti debljinu planskih rezonatora jedan je od teških problema s kojima se suočavaju istraživači.
Različite od tradicionalnih poluvodičkih materijala, 3D topološki izolatori (poput bizmut tellurida, antimona Telluride, bizmut Selenide, itd.) Su novi informativni materijali s topološki zaštićenim državama površine i državama izolatora. Površinsko stanje zaštićeno je simetrijom vremenske inverzije, a njegovi elektroni nisu raštrkani ne-magnetskim nečistoćima, što ima važne perspektive aplikacije u kvanturnim računarskom i špitralnom uređaju. Istovremeno, topološki izolacijski materijali takođe pokazuju izvrsna optička svojstva, kao što su visoki indeks refrakcija, veliki nelinearnioptičkiKoeficijent, širok raspon radnog spektra, funkcija, jednostavna integracija itd., koja pruža novu platformu za realizaciju regulacije svjetla ioptoelektronski uređaji.
Istraživački tim u Kini predložio je metodu za izradu ultra tankih optičkih rezonatora koristeći veliki prostor koji raste bizmut telluride topološko izolatoru nanofilm. Optička šupljina pokazuje očigledne karakteristike apsorpcije rezonancije u blizu infracrvenog pojasa. Bismuth Telluride ima vrlo visok indeks refrakcija više od 6 u optičkom komunikacijskom opsegu (viši od indeksa refrakcije tradicionalnih visokofrekktivnih indeksanih materijala kao što su silicijum i germanijum), tako da optička šupljina debljina može dostići jednodeseto od rezonantne talasne dužine. Istovremeno, optički rezonator deponira se na jednodimenzionalni fotonijski kristal, a novi elektromagnetski inducirani efekt transparentnosti primijećen je u optičkom opsegu komunikacijskog opsega, koji je zbog spajanja rezonatora sa tamm plasmonom i njenim destruktivnim smetnji. Spektralni odgovor ovog efekta ovisi o debljini optičkog rezonatora i robusna je promjeni indeksa ambijentalnog ambijenta. Ovaj rad otvara novi način za realizaciju ultra tatinske optičke šupljine, topološki izolatorske regulacije materijala i optoelektronskih uređaja.
Kao što je prikazano na Sl. 1A i 1b, optički rezonator uglavnom se sastoji od topološkog izolatora koji se tiču ​​bizmuta i srebrnih nanofilma. Bismuth Telluride Nanofilms pripremili magnetronski prskanje imaju veliku površinu i dobru ravnost. Kada je debljina himuth telluride i srebrnih filmova iznosi 42 nm, odnosno 30 nm, optička šupljina pokazuje snažnu apsorpciju rezonancije u bendu od 1100 ~ 1800 Nm (slika 1c). Kada su istraživači integrirali ovu optičku šupljinu na fotoničkom kristalu izrađenom od naizmjeničnih skupova TA2O5 (182 Nm) i SIO2 (260 Nm), izrazito apsorpcijski doliv (slika 1F) (Slika 1F) nalik na rezonantnu vrhu apsorpcije (~ 1550 Nm), što je slično elektromagnetskom induciranom efektu transparentnosti proizvedenog atomskim sistemima.

Bimut Telluridni materijal karakterizirao je prenošenje elektrona mikroskopije i elipsometrije. Sl. 2a-2c prikazuje prenosne elektronske mikrografije (slike visoke rezolucije) i odabrani obrasci difrakcije elektrona bizmutl telluride nanofilms. Može se vidjeti sa cifre da su pripremljeni bizmut telurid nanofilms polikristalni materijali, a glavna orijentacija rasta je (015) kristalna ravnina. Slika 2D-2F prikazuje složeni indeks refrakcija bizmutske tvrdnje mjerene elipsometrom i ugrađenim površinskim stanjem i državnim složenim indeksom refrakcije. Rezultati pokazuju da je koeficijent izumiranja površine veći od indeksa refrakcija u rasponu od 230 ~ 1930 Nm, prikazuje karakteristike slične metalu. Refraktivni indeks tijela je veći od 6 kada je talasna dužina veća od 1385 nm, što je mnogo veće od silikona, germanijuma i drugih tradicionalnih materijala visokog refrakcijskog indeksa u ovom bendu, koji postavlja temelj za pripremu ultra tankih optičkih rezonatora. Istraživači ističu da je ovo prva prijavljena realizacija topološkog izolatora Planarna optička šupljina debljine samo desetina nanometara u optičkom opsegu. Nakon toga, apsorpcijski spektar i rezonantna talasna dužina ultra tanke optičke šupljine mjerila su se debljinom bizmuta teluride. Konačno, istražuju se efekt debljine srebrne filmove na elektromagnetski induciranim transparentnim spektrom u bizmutu telluridu nanocavity / fotoničke kristalne strukture

Pripremam velikim površinama tankih filmova bizmuta Telluride Topološko izolatori i iskorištavanje ultra visokih refrakcijskih indeksa materijala bizmutske tvrdnje u blizini infracrvenog opsega, dobija se planarna optička šupljina debljine samo debljine samo desetina nanometara. Ultra tanka optička šupljina može realizirati efikasnu apsorpciju od rezonantne svjetlosti u blizu infracrvenog opsega i ima važnu vrijednost aplikacije u razvoju optoelektronskih uređaja u optičkom opsegu. Debljina optičke šupljine bizmutske tvrdnje linearne je do rezonantne talasne dužine, a manja je od slične silicijum i njemačke optičke šupljine. Istovremeno, optička šupljina bizmuta Integrirana je sa fotonskim kristalom kako bi se postigao anomalan optički efekat sličan elektromagnetski induciranom transparentnosti atomskog sistema, koji pruža novu metodu za regulaciju mikrostrukture spektra. Ova studija ima određenu ulogu u promociji istraživanja topoloških izolatora materijala u regulaciji lampica i optičkih funkcionalnih uređaja.