基于介质材料的波束发生分析集成在光子集成电路中
光学
2024-06-11 v1 应用物理
摘要
波束因其独特的非衍射特性而著名，可在较长距离内保持其形状和强度，这对于光学捕获、成像和通信等应用至关重要。本工作对设计用于产生太赫兹（THz）和光学频率范围内波束的微型光子天线进行了全面的理论分析。通过在这些频率上生成波束的远场模式来演示该技术。该设计采用在矩形硅波导顶部排列为同心环阵列的介质表面图案，整体上创建波束。采用 dyadic 格林函数积分方程技术来建模介质表面的横向电（TE）和横向磁（TM）场。利用正交矢量波函数、布洛赫定理、Floquet 谐波和横向共振技术，设计了一个光子芯片，在光子通信波长1.5微米处实现25微米的介质表面半径，实现500微米的非衍射范围。通过优化沿结构的衰减常数（alpha），实现了超过80%的辐射效率。所提出的理论模型通过对光学1.5微米和太赫兹14微米波长的仿真进行验证，显示出预测结果与仿真结果之间的显著一致性。
引用
@article{arxiv.2406.05751,
title = {Analysis of Bessel Beam Generation Using MetaMaterials in Photonic Integrated Circuits},
author = {Solomon M. Serunjogi and Mahmoud S. Rasras},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.05751},
year = {2024}
}