[发明专利]基于GST相变材料温度控制的可控手性结构及控制方法

权利要求书

1.一种基于GST相变材料温度控制的可控手性结构，其特征在于：包括金衬底（3），位于所述金衬底（3）表面的二氧化硅薄膜（2），在所述二氧化硅薄膜（2）表面制备有手性GST阵列（1）；其中，所述手性GST阵列（1）的单元由两块均与所述二氧化硅薄膜（2）表面接触的长方体GST组成，两块长方体GST在与所述金衬底（3）平行的平面上沿纵向部分贴合，所述纵向为长方体的长轴方向。

2.根据权利要求1所述的基于GST相变材料温度控制的可控手性结构，其特征在于：所述长方体GST厚度为140纳米，长度在到565纳米到915纳米之间，宽度为160纳米，两长方体GST在纵向重合的长度为50纳米；所述手性GST阵列（1）的单元横向周期为400纳米，纵向周期在1.1微米到1.8微米之间。

3.根据权利要求2所述的基于GST相变材料温度控制的可控手性结构，其特征在于：所述二氧化硅薄膜（2）的厚度为120纳米，所述金衬底（3）的厚度为100纳米。

4.一种根据权利要求1-3任一所述结构的可控圆二色性方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据预设的工作波长，确定所述手性GST阵列（1）的单元中长方体GST的长度以及单元的纵向周期；其中，工作波长在1.5微米至2.4微米之间；

步骤二：利用高功率圆偏振激光对所述结构进行均匀照射，通过控制激光功率和照射时间，所述手性GST阵列（1）升温并发生晶化，造成所述手性GST阵列（1）物理状态发生改变，使得所述结构的共振波长发生红移；在工作波长下，结构的圆二色性将随着GST结构温度的上升而线性增加，实现基于GST温控的可控圆二色性。

5.一种基于GST相变材料温度控制的可控手性结构，其特征在于：包括金衬底（3），位于所述金衬底（3）表面的二氧化硅薄膜（2），在所述二氧化硅薄膜（2）表面制备有镜像手性GST阵列（4）；其中，所述镜像手性GST阵列（4）的单元由一对镜像的GST手性结构组成，每个GST手性结构由两块均与所述二氧化硅薄膜（2）表面接触的长方体GST组成，两块长方体GST在与所述金衬底（3）平行的平面上沿纵向部分贴合，所述纵向为长方体的长轴方向。

6.根据权利要求5所述的基于GST相变材料温度控制的可控手性结构，其特征在于：所述长方体GST厚度为140纳米，长度在到565纳米到915纳米之间，宽度为160纳米，两长方体GST在纵向重合的长度为50纳米；所述镜像手性GST阵列（4）的单元横向周期为400纳米，纵向周期在1.1微米到1.8微米之间。

7.根据权利要求6所述的基于GST相变材料温度控制的可控手性结构，其特征在于：所述二氧化硅薄膜（2）的厚度为120纳米，所述金衬底（3）的厚度为100纳米。

8.一种根据权利要求5-7任一所述结构的圆二色性翻转方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据预设的工作波长，确定所述结构中镜像手性GST阵列（4）的单元中长方体GST的长度以及单元的纵向周期；其中，工作波长在1.5微米至2.4微米之间；

步骤二：利用高功率圆偏振激光对所述结构进行均匀照射，利用镜像手性GST阵列（4）中不同手性的GST结构对圆偏振光场的吸收率不同，通过控制激光功率和照射时间，镜像手性GST阵列（4）中一种手性的GST结构发生晶化，而相反手性的GST结构仍旧处于未晶化状态，结构在工作波长下将表现出圆二色性；

步骤三：利用高功率圆偏振激光对所述结构持续加热以使得镜像手性GST阵列（4）到达熔点，再利用液氮将其迅速冷以恢复至非晶态；

步骤四：采用与步骤二中手性相反的圆偏振激光对装置进行加热，此时镜像手性GST阵列（4）中GST手性结构的晶化状态与步骤二相反，结构在工作波长下也将表现出与步骤二中相反的圆二色性；

步骤五：重复步骤二至步骤四，即可实现器件圆二色性的不断翻转。