硅内部亚波长相位工程
光学
2025-07-29 v1
摘要
近期三维激光书写技术的进展，使能够直接在硅内部实现纳米结构化，解锁了此前无法通过表面束缚纳米光子器件访问的体积设计空间。本文介绍了硅内部亚波长相位工程，为集成光子学提供了一种新策略。我们设计并数值演示了一个体积型 metaoptic 单晶嵌入基体，实现了在通信波长处的完整2π相位控制，仿真传输效率可达90%。该体系结构受半解析Fabry-Perot模型引导，通过全波仿真进行验证。250 nm宽的 metaatom阵列，间距为300-410 nm，可实现70%的聚焦效率。保持晶圆表面完好，这一平台可能为与电子、MEMS/NEMS和常规 metasurface的集成提供可能。此外，该方法可直接移植到其他与 ultraffast激光书写兼容的透明介质中。这一结果为三维纳米光子学和 wafer内多层集成提供了CMOS兼容的蓝图。
引用
@article{arxiv.2507.20824,
title = {Subwavelength Phase Engineering Deep Inside Silicon},
author = {Mehmet Bütün and Alperen Saltik and Onur Tokel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20824},
year = {2025}
}