基于近场相位工程的高效超宽波束硅纳米光子天线
光学
2022-09-02 v1
摘要
光学天线是光学相控阵(OPA)和自由空间光互连中的基本元件。光学天线设计中的一个突出挑战在于同时实现高辐射效率、超紧凑 footprint 和宽辐射角,这是具有宽扫描范围的密集二维 OPA 所需要的。在此我们展示了一种基于近场相位工程的纳米光子天线的全新概念。通过在夫琅禾费变换中引入特定的近场相位因子,远场波束在给定孔径尺寸下被拓宽至超越衍射极限。我们利用横向交错亚波长光栅纳米结构来控制近场相位。该天线达到了 82% 的辐射效率、3.1 um * 1.75 um 的紧凑 footprint,以及纵向和横向分别为 52{\deg} 和 62{\deg} 的超宽远场波束宽度。这一前所未有的设计性能是在 300-nm SOI 平台上通过单次刻蚀光栅纳米结构实现的。
引用
@article{arxiv.2209.00622,
title = {Highly efficient ultra-broad beam silicon nanophotonic antenna based on near-field phase engineering},
author = {Shahrzad Khajavi and Daniele Melati and Pavel Cheben and Jens H. Schmid and Carlos A. Alonso Ramos and Winnie N. Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00622},
year = {2022}
}
备注
8 pages, 4 figures