Nanophotonics· 2026Q1
Yüksek İzolasyonlu Karşılıklı Olmayan Testere Dişi Izgara, Sürekli Ortamdaki Yarı-Bağlı Durumlar Aracılığıyla
High‐Isolation Nonreciprocal Sawtooth Grating via Quasi‐Bound States in the Continuum
- 0atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Bir testere dişi ızgara tasarımı, üç sürekli ortamdaki yarı-bağlı durumunu (QBIC) destekleyerek yüksek izolasyonlu karşılıklı olmayan ışık iletimi sağlar; ideal koşullar altında simülasyonlarda 67 dB'den fazla, gerçekçi silikon doğrusal olmayanlıkları altında ise 34.8 dB izolasyon elde eder.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Testere dişi ızgara tasarımı, farklı yönlü kuplaj asimetrilerine sahip sürekli ortamdaki üç simetri korumalı bağlı durumu (BIC) destekleyerek yarı-BIC'lere (QBIC) dönüşür.
- Simülasyonlar, idealize edilmiş yalnızca Kerr modeli altında maksimum 2.99 NRIR (Doğrusal Olmayan-Girdi Oranı) öngörmektedir.
- QBIC 2, idealize edilmiş simülasyonlarda 12.5 MW/cm²'de 67 dB'den fazla izolasyon göstermektedir.
- Gerçekçi silikon doğrusal olmayanlıklarının (iki-foton soğurması, serbest taşıyıcı soğurması/dağılımı) dahil edilmesi, 1296.13 nm ve 12.5 MW/cm²'de QBIC 2 izolasyonunu 34.8 dB'ye düşürmektedir.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
ABSTRACT Nonlinear optical nonreciprocity based on high‐Q resonances offers a promising route toward compact integrated photonic devices, yet most reported structures operate at a single resonance and are commonly analyzed using idealized Kerr‐only models. Here, we theoretically investigate a sawtooth‐shaped silicon grating supporting three symmetry‐protected bound states in the continuum (BICs) that evolve into high‐Q quasi‐BICs (QBICs) after in‐plane symmetry breaking. The three resonances exhibit distinct directional coupling asymmetries and consequently different nonlinear nonreciprocal responses. Within the idealized Kerr‐only model, full‐wave simulations predict a maximum NRIR of 2.99, whereas QBIC 2 reaches an isolation exceeding 67 dB at an incident intensity of 12.5 MW/cm 2 . To evaluate realistic parasitic nonlinearities in crystalline silicon, we further incorporate wavelength‐dependent material dispersion, two‐photon absorption, and TPA‐generated free‐carrier absorption and dispersion through a sequential frequency‐domain/time‐domain multiphysics workflow. For QBIC 2, the extended model predicts a representative isolation of 34.8 dB at 1296.13 nm and 12.5 MW/cm 2 . These results clarify how modal symmetry, directional coupling asymmetry, and realistic nonlinear material effects jointly govern multiwavelength nonreciprocal transmission, providing quantitative guidance for future experimental realization.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Nanophotonics, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Elektronik, Optik ve Manyetik Malzemeler
Electronic, Optical and Magnetic MaterialsMaterials Science