Conversion ponctuelle en mode arbitraire sur puce

Les dispositifs photoniques sur puce présentent un grand potentiel dans de nombreuses applications, notamment les communications, le traitement des signaux photoniques micro-ondes, l'information quantique, la détection et l'informatique. Récemment, des chercheurs ont proposé un nouveau concept de conception sur l'utilisation d'une puce pour contrôler un faisceau en espace libre. Par rapport aux dispositifs en espace libre, tels que les miroirs, les composants sur puce présentent de grands avantages en matière de contrôle de trajectoire et de front d'onde. Par exemple, les convertisseurs ponctuels en mode fondamental (SSC) utilisent des lentilles de focalisation. Les lentilles Eaton se sont avérées capables de courber la trajectoire de la lumière sur la puce, et les caractéristiques d'imagerie sans aberration des lentilles fisheye de Maxwell ont été utilisées pour construire des guides d'ondes multimodes croisés (MWG). Cependant, il a été prouvé que le schéma rapporté n'est utilisé que pour les modes fondamentaux, et les modes d'ordre supérieur ou les modes non canoniques sont les modes préférés dans des applications spécifiques. Dans l'optique de Fourier, les systèmes 4-f sont largement utilisés dans le traitement optique de l'information.

Récemment, Wei Qi et d'autres de l'Université des sciences et technologies de Huazhong, inspirés par le système 4-f et le expanseur de faisceau dans l'optique en masse, a conçu un SSC, avec deux guides d'ondes à gradient d'indice à base de métamatériaux qui ont été proposés et démontrés expérimentalement. Le dispositif proposé peut étendre son mode arbitraire tout en conservant sa forme de contour. Comparé au SSC à cône adiabatique traditionnel, il peut réduire l'utilisation de la surface de 91,5% sous la même diaphonie inter-mode. Des expériences ont prouvé que le rapport d'expansion du mode régulier est de 5. De plus, pour le motif irrégulier, les chercheurs ont vérifié numériquement sa fonction sans changer la structure. Ce travail fournit une solution générale pour la conversion ponctuelle en mode sur puce, qui peut encore élargir les perspectives d'application de l'optique de Fourier sur puce.