[发明专利]基于超表面闪耀光栅的光路单向导通元件结构及其应用

摘要

本发明公开了基于超表面闪耀光栅的光路单向导通元件结构及其应用，所述光路单向导通元件结构包括一衬底、分别位于衬底一侧上部和下部的第一超表面闪耀光栅和第二超表面闪耀光栅、以及位于衬底另一侧中部的第三超表面闪耀光栅；第一超表面闪耀光栅、第二超表面闪耀光栅、第三超表面闪耀光栅均为尺寸相同的电介质纳米砖等间距排列构成的电介质纳米砖阵列，所构成的电介质纳米砖阵列中电介质纳米砖的朝向周期性变化；其中，第三超表面闪耀光栅中电介质纳米砖的朝向与第一超表面闪耀光栅、第二超表面闪耀光栅的相反。本发明结构简单，仅需三个超表面闪耀光栅即可独立实现光路单向导通，可用于光纤通信、激光光学系统点等中来实现光路的非互易控制。

主权项

1.基于超表面闪耀光栅的光路单向导通元件其特征是，包括：一衬底、位于衬底一侧上部的第一超表面闪耀光栅、位于衬底该一侧下部的第二超表面闪耀光栅、以及位于衬底另一侧中部的第三超表面闪耀光栅；第一超表面闪耀光栅为由若干第一阵列单元排列构成的第一电介质纳米砖阵列；第二超表面闪耀光栅为由若干第二阵列单元排列构成的第二电介质纳米砖阵列；第三超表面闪耀光栅为由若干第三阵列单元排列构成的第三电介质纳米砖阵列；第一阵列单元、第二阵列单元、第三阵列单元均由尺寸相同的N个电介质纳米砖沿衬底长轴方向等间距排列构成，电介质纳米砖为亚波长尺寸；其中，第一阵列单元和第二阵列单元中各电介质纳米砖的朝向角沿衬底长轴方向以m*2π/N为步长递增；第三阵列单元中各电介质纳米砖的朝向角沿衬底长轴方向以m*2π/N为步长递减；m为大于0的整数，m和N的取值要确保步长小于π/2；第一阵列单元、第二阵列单元中第一位电介质纳米砖和第三阵列单元中最后一位电介质纳米砖的朝向角相同；所构成的第一电介质纳米砖阵列、第二电介质纳米砖阵列、第三电介质纳米砖阵列中，电介质纳米砖为等间距排列。