[發明專利]一種嵌入型拓撲絕緣體波長轉換器件

在審

• 申請號: 202110495302.0
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113311631A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 李國強
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及波長轉換領域，具體提供了一種嵌入型拓撲絕緣體波長轉換器件，包括基底、第一貴金屬部、第二貴金屬部、拓撲絕緣體，第一貴金屬部和第二貴金屬部置于基底上，第一貴金屬部和第二貴金屬部之間設有間隙，第一貴金屬部、間隙、第二貴金屬部構成金屬?介質?金屬波導，第一貴金屬部和第二貴金屬部靠近間隙處分別設有第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔對稱地設置在間隙的兩側，拓撲絕緣體填充滿第一空腔和第二空腔。本發明能夠實現高效率的波長轉換。

技術領域

本發明涉及波長轉換領域，具體涉及一種嵌入型拓撲絕緣體波長轉換器件。

背景技術

波長轉換是指將一種波長的光轉換為另外一種波長的光。波長轉換能夠實現波長的再利用，便于構成任意擴展的波分復用網絡。因此，波長轉換技術在全光通信中具有重要的作用。拓撲絕緣體材料具有寬帶非線性和高穩定性，拓撲絕緣體材料在波長轉換中具有重要的應用。但是，現有技術中波長轉換器件的尺寸大，波長轉換的效率低。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種嵌入型拓撲絕緣體波長轉換器件，包括基底、第一貴金屬部、第二貴金屬部、拓撲絕緣體，第一貴金屬部和第二貴金屬部置于基底上，第一貴金屬部和第二貴金屬部之間設有間隙，第一貴金屬部、間隙、第二貴金屬部構成金屬-介質-金屬波導，第一貴金屬部和第二貴金屬部靠近間隙處分別設有第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔對稱地設置在間隙的兩側，拓撲絕緣體填充滿第一空腔和第二空腔。

更進一步地，拓撲絕緣體與間隙的距離小于10納米。

更進一步地，第一空腔和第二空腔為長方形，長方形的長邊方向沿金屬-介質-金屬波導的方向。

更進一步地，在第一空腔和第二空腔處，間隙寬。

更進一步地，在第一空腔和第二空腔處，間隙為弧形。

更進一步地，在第一空腔和第二空腔處，間隙為矩形。

更進一步地，第一貴金屬部和第二貴金屬部的材料為金或銀。

更進一步地，間隙的寬度小于60納米。

更進一步地，基底的材料為二氧化硅。

更進一步地，拓撲絕緣體為Bi₂Se₃、Bi₂Te₃、Sb₂Se₃、Sb₂Te₃、InSb、Li₂IrO₃。

本發明的有益效果：本發明提供了一種嵌入型拓撲絕緣體波長轉換器件，包括基底、第一貴金屬部、第二貴金屬部、拓撲絕緣體，第一貴金屬部和第二貴金屬部置于基底上，第一貴金屬部和第二貴金屬部之間設有間隙，第一貴金屬部、間隙、第二貴金屬部構成金屬-介質-金屬波導，第一貴金屬部和第二貴金屬部靠近間隙處分別設有第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔對稱地設置在間隙的兩側，拓撲絕緣體填充滿第一空腔和第二空腔。應用時，電磁波被耦合進入金屬-介質-金屬波導，在金屬-介質-金屬波導內形成表面等離極化激元，并在金屬-介質-金屬波導的側面形成強電場，這些強電場與拓撲絕緣體產生作用，增強了拓撲絕緣體的四波混頻效應，從而實現高效率的波長轉換。另外，本發明是基于波導結構的，在金屬-介質-金屬波導的間隙外設置拓撲絕緣體，器件的尺寸小。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是一種嵌入型拓撲絕緣體波長轉換器件的示意圖。

圖2是又一種嵌入型拓撲絕緣體波長轉換器件的示意圖。

圖中：1、第一貴金屬部；3、第二貴金屬部；3、間隙；4、第二空腔；5、第一空腔。

具體實施方式