[发明专利]Mie谐振介质颗粒、光开关的制备方法及光开关

说明书

本发明提供了一种Mie谐振介质颗粒、基于Mie谐振介质颗粒的光开关的制备方法及光开关，属于光通讯、光电子技术领域，包括材料为硅、硫化锌、硫化镉或砷化镓的介质颗粒，光电开关基于Mie谐振介质颗粒制备。本发明提供的基于Mie谐振介质颗粒的光开关，利用光激发引起介质颗粒的介电常数的改变，进而Mie谐振频率发生变化，即光透射率发生变化，导致探测频率处的电磁波透射特性发生变化，即发生由开到关或由关到开的光开关特性，实现“光/光”转换，消除电信号处理过程，实现真正意义上的“全光网络”。

技术领域

本发明属于光通讯、光电子技术领域，更具体地说，是涉及一种Mie谐振介质颗粒、基于Mie谐振介质颗粒的光开关的制备方法及光开关。

背景技术

随着信息技术的发展，光通信技术受到了广泛的关注及应用。目前，光通信技术的发展主要集中在速度和容量两个方面，其中单根光纤的传输容量已经得到快速发展。而光通信的瓶颈为“电子瓶颈”，即电子器件的速度和带宽无法满足当今通信系统的需求，这是由于电子本身迁移率及弛豫时间等因素引起的，无法消除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于介质颗粒Mie谐振的超材料光开关，以解决现有光通信网中节点处的“光/电-电/光”转换无法满足通信需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种Mie谐振介质颗粒，所述介质颗粒为半导体材料制成，所述半导体材料为硅、硫化锌、硫化镉或砷化镓中的任一种。

进一步地，所述介质颗粒的形状为球体或长方体。

本发明的另一目的在于提供一种基于Mie谐振介质颗粒的光开关的制备方法，包括，

选用硅、硫化锌、硫化镉或砷化镓中的任一种晶体，加入分散剂，研磨成粉末；

将制备的粉末放入恒温干燥箱中进行晶化，得到需要的介质颗粒；

根据光开关的预设工作频率，将所述介质颗粒按一定比例分散到透明溶液中，得到混合溶液，制成光开关器件。

进一步地，根据光开关的预设工作频率，取一定量的混合溶液，倒入容器中，在容器中放入透明板，将容器放入恒温干燥箱内，透明溶液蒸发后，介质颗粒均匀沉降到透明板上，制成光开关器件。

进一步地，所述透明溶液为乙醇或甲醇。

进一步地，所述透明板为玻璃板、石英板或透明塑料板。

进一步地，所述分散剂为氯化钠、乙二醇或表面活性剂。

进一步地，加入的所述分散剂的质量百分比为4％-6％。

进一步地，所述介质颗粒分散到透明溶液中的体积分数为15％-25％。

本发明的另一目的在于提供一种基于Mie谐振介质颗粒的光开关，含有所述的介质颗粒。

本发明提供的基于Mie谐振介质颗粒的光开关的有益效果在于：与现有技术相比，利用Mie谐振介质颗粒，利用光激发引起介质颗粒的介电常数的改变，进而Mie谐振频率发生变化，即光透射率发生变化，导致探测频率处的电磁波透射特性发生变化，即发生由开到关或由关到开的光开关特性，实现“光/光”转换，消除电信号处理过程，实现真正意义上的“全光网络”。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的Mie谐振介质颗粒的分布的结构示意图；

图2为实现本发明实施例提供的光开关的光路图；