平面干涉设计的多功能多输出纳米沟槽阵列：集成光子电路的关键元器件

本文主要探讨了一种新型多功能多输出的光子晶体元（Plasmonic Meta-Element, MPM）在集成光学电路中的应用潜力。这项研究由厦门大学物理系的Jiayuan Wang、北京大学物理学院的Chuang Hu以及Jiasen Zhang领导的团队提出，他们在北京的量子物质协作创新中心进行合作。他们的工作聚焦于利用平面干涉过程中的相位筛选方法设计非周期性金表面纳米沟槽结构。 MPM的主要创新在于其具有多种功能，首先作为一个表面等离子体极化波（Surface Plasmon Polariton, SPP）透镜（Plasmonic Lens, PL），它能够调控和集中光的传播方向，这对于集成光学电路中的光路控制至关重要。此外，该设计还具备作为光子阵列光源（Plasmonic Array Illuminator, PAI）的能力，能够有效地分布和增强光信号，这对于提高集成电路的光通信效率有显著作用。 研究者们不仅理论设计了这种MPM，还通过漏射光微透镜成像测量技术（Leakage Radiation Microscopy）成功地验证了其性能。通过这种方法，他们能够精确评估MPM在不同角度下的行为，例如两个PL以45度角相交的情况，进一步展示了其多功能性和灵活性。 这项成果对于推动高密度集成光学电路的发展具有重要意义，因为它能够实现更高效、紧凑的光路设计，有助于降低能耗、减小体积，并可能扩展到诸如光开关、光探测器、光存储器等光电子设备的应用中。因此，这一非周期性纳米结构的设计和实现，为未来的光子集成技术开辟了新的可能性。 论文的发布日期是2014年，当时的光学学会（Optical Society of America, OSA）对这篇工作的分类包括表面等离子体（240.6680）和微光学（240.3990），这些关键词表明了其在光子学领域的前沿地位。总体来说，这篇文章提供了一个新颖且实用的途径，将光子晶体元技术应用于集成光学电路设计，具有很高的学术价值和实际应用前景。