基于亚波导光电探测器的谷位光子电子学

在过渡金属硫化物中，谷位自由度直接耦合谷位极化激子——由圆偏振光激发——与谷位相关的手性光子，实现了超快光驱动的谷位电子学。然而，实现完全集成的谷位光子电子学——包括芯内产生、选择性路由和谷位相关手性光子的电读取——仍是一个未解决的挑战。我们展示了一种谷位驱动的混合纳米光子-电子学电路，将手性选择性亚波导光电探测器与过渡金属硫化物集成。 在室温下，经过精心设计的亚波导器件从封装的硼化钨单层中产生近乎全波长的谷位相关手性光子第二谐波生成，并选择性地将其耦合到单向波导模式，实现了卓越的极化选择性0.97。这些谷位相关的波导模式随后被原子薄few层硒化钨光电探测器检测，这些探测器仅对上帕尔裕光子产生响应，从而实现了谷位复用图像的全芯内处理。我们的演示填补了光波谷位电子学中的关键间隙，为紧凑型、可扩展的谷位信息处理以及推动基于光的谷位量子技术的发展指明了道路。