模块化混合等离激元集成电路——旋转、纳米聚焦与非线性增强

我们引入一种模块化方法,用于高效地将光子集成电路与深亚波长混合等离激元功能相连接。我们证明,通过蒸镀二氧化硅和金纳米层,可将现成的绝缘体上硅波导后处理为集成混合等离激元电路。该电路由一个等离激元旋转器和一个纳米聚焦器模块组成,二者共同实现纳米尺度的非线性波长转换。我们对每个模块进行了实验表征,并利用二次谐波生成在 $\lambda = 1320\,{\rm nm}$、计算模式面积为 $50\,{\rm nm}^2$ 下展示了 $>200$ 的强度增强。本工作为在工业标准波导上定制等离激元功能打开了大门,架起了传统集成光子电路与混合等离激元器件之间的桥梁。该方法有望便捷地接入纳米级量子信息处理、非线性等离激元学和单分子传感。