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专利号: 2022109325450
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光子自旋定向耦合器,其特征在于:包括衬底(1),位于所述衬底(1)上层的金属膜层(2),金属膜层(2)上设有波导结构(4),所述波导结构(4)包括相互垂直的第一介质波导和第二介质波导,所述第一介质波导和第二介质波导的相交处设有圆弧介质波导,圆弧介质波导使得波导结构(4)的一部分形成圆弧凸起;

所述金属膜层(2)上附着有天线结构(3),所述天线结构(3)包括三个圆柱体结构,其中两个小圆柱体结构分别相切于靠近圆弧凸起的第一介质波导侧和第二介质波导侧,天线结构(3)中另一大圆柱体位于两个小圆柱体同侧,并与两个小圆柱体相切。

2.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述衬底(1)的材料包括硅、氮化硅、氧化锌或铌酸锂中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述金属膜层(2)的材料包括银、铜、铝或金中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述天线结构(3)和波导结构(4)的材料包括二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯或氟化镁中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述第一介质波导和第二介质波导圆弧交界半径为150~250nm。

6.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述圆柱体结构的端面均垂直于金属膜层(2),两个相切于圆弧凸起靠近第一介质波导侧和第二介质波导测的小圆柱体半径为80~180nm,与两个小圆柱体相切的另一个大圆柱体半径为180~280nm。

7.根据权利要求4所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述天线结构(3)中的圆柱体的圆心之间的连线构成等腰直角三角形,等腰直角三角形的直角所在位置为大圆柱体的圆心。

8.根据权利要求7所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述波导结构(4)的高度为150~250nm,所述第一介质波导和第二介质波导分别靠近各自相对应的圆柱体结构的一侧的长度为3~10mm,第一介质波导和第二介质波导的宽度为200~300nm。

9.根据权利要求8所述的一种光子自旋定向耦合器,其特征在于,所述所述波导结构(4)的顶面呈“L”形。