Высокочастотный оптический переключатель и способы его изготовления - RU2020106422A
Код документа: RU2020106422A
Формула
1. Оптическое переключающее устройство, пригодное для использования для скоростей передачи данных в терагерцовом диапазоне, содержащее оптически пропускающую подложку, выполненную с возможностью распространения через нее электромагнитного излучения, и структуру метаматериала, оптически соединенную с указанной подложкой,
причем указанная структура метаматериала содержит по меньшей мере один слой частиц метаматериала, оптически связанный по меньшей мере с некоторой частью указанной оптически пропускающей подложки, и по меньшей мере один слой наносетки, выполненный по меньшей мере из одного электропроводящего материала, размещенного по меньшей мере поверх некоторой части указанного по меньшей мере одного слоя метаматериала,
причем указанный по меньшей мере один слой наносетки выполнен с возможностью разряда электронов в указанный по меньшей мере один слой метаматериала, чувствительный к электромагнитным или электрическим сигналам, подаваемым на структуру метаматериала, и
указанный по меньшей мере один слой метаматериала, выполнен с возможностью перехода из оптически непрозрачного состояния в оптически прозрачное при приеме разряженных электронов с изменением по меньшей мере частично электромагнитного излучения, проходящего через подложку.
2. Устройство по п. 1, в котором оптически пропускающая подложка представляет собой по меньшей мере некоторую часть оптического волокна.
3. Устройство по п. 1, в котором оптически пропускающая подложка представляет собой по меньшей мере некоторую часть оптического WGM-резонатора.
4. Устройство по п. 3, в котором WGM-резонатор представляет собой резонатор типа PANDA.
5. Устройство по п. 1, в котором оптически пропускающая подложка представляет собой тонкую пленку.
6. Устройство по п. 5, в котором подложка имеет толщину примерно от 0,1 до 1 нм.
7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один слой метаматериала содержит оксид ванадия.
8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один слой метаматериала выполнен с возможностью проявления отрицательного преломления при приеме разряженных электронов.
9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее металлические решетки, образованные на структуре метаматериала.
10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором толщина по меньшей мере одного слоя частиц метаматериала составляет примерно 0,1-1 нм.
11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором размер частиц по меньшей мере одного слоя метаматериала составляет примерно от 1 до 100 нанометров.
12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один слой наносетки содержит золото.
13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором толщина по меньшей мере одного слоя наносетки составляет примерно от 0,1 до 1 нанометра.
14. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором размеры частиц по меньшей мере одного слоя наносетки составляют примерно от 20 до 100 нанометров.
15. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором размер пор по меньшей мере одного слоя наносетки составляет примерно от 0,1 до 1 нанометра.
16. Устройство по любому из предшествующих пунктов, имеющее геометрический размер примерно от 100 до 500 нм.
17. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором электромагнитные или электрические сигналы, подаваемые на структуру метаматериала, находятся в радио-, микроволновом или терагерцовом частотном диапазоне.
18. Устройство по п. 17, в котором электромагнитные или электрические сигналы, подаваемые на структуру метаматериала, находятся в диапазоне от 100 МГц до 40 ТГц.
19. Оптический модулятор, пригодный для использования для скоростей передачи данных в терагерцовом диапазоне, содержащий оптический переключатель по любому из пп. 1-18, входную волновую линию, выполненную с возможностью ввода входного электромагнитного излучения в указанный оптический переключатель, и выходную волновую линию, выполненную с возможностью передачи выходного электромагнитного излучения, по меньшей мере частично измененного указанным оптическим переключателем.
20. Оптический модулятор, пригодный для использования для скоростей передачи данных в терагерцовом диапазоне, причем модулятор содержит:
входную волновую линию, выполненную с возможностью ввода входного электромагнитного излучения в указанный узел, выполненный в виде оптического модулятора,
оптический разветвитель, выполненный с возможностью приема входного электромагнитного излучения от указанной входной волновой линии,
первую и вторую волновые линии, оптически связанные с указанным оптическим разветвителем для приема частей электромагнитного излучения от входной волновой линии, разделенной таким образом,
по меньшей мере одно оптическое переключающее устройство по п. 2, оптически соединенное с соответствующей сердцевиной по меньшей мере одной из первой и второй волновых линий, и
оптический сумматор, оптически связанный с указанными первой и второй волновыми линиями, для объединения электромагнитного излучения, принимаемого ими от оптического разветвителя, и по меньшей мере частично измененного указанным по меньшей мере одним оптическим переключателем.
21. Оптический модулятор по п. 20, содержащий выходную волновую линию, выполненную с возможностью приема электромагнитного излучения, объединенного оптическим сумматором.
22. Оптический модулятор по любому из пп. 20 и 21, содержащий первое и второе оптические переключающие устройства, соответственно соединенные с сердцевинами первой и второй волновых линий.
23. Модулятор по любому из пп. 20-22, в котором по меньшей мере один слой метаматериала содержит оксид ванадия.
24. Модулятор по любому из пп. 20-23, в котором по меньшей мере один слой метаматериала выполнен с возможностью проявления отрицательного преломления при приеме разряженных электронов.
25. Модулятор по любому из пп. 20-24, содержащий металлические решетки, образованные на структуре метаматериала.
26. Модулятор по любому из пп. 20-25, в котором толщина по меньшей мере одного слоя частиц метаматериала составляет примерно 0,1-1 нм.
27. Модулятор по любому из пп. 20-26, в котором размер частиц по меньшей мере одного слоя метаматериала составляет примерно от 1 до 100 нанометров.
28. Модулятор по любому из пп. 20-27, в котором указанный по меньшей мере один слой наносетки содержит золото.
29. Модулятор по любому из пп. 20-28, в котором толщина по меньшей мере одного слоя наносетки составляет примерно от 0,1 до 1 нанометра.
30. Модулятор по любому из пп. 20-29, в котором размер частиц по меньшей мере одного слоя наносетки составляет примерно от 20 до 100 нанометров.
31. Модулятор по любому из пп. 20-30, в котором размер пор по меньшей мере одного слоя наносетки составляет примерно от 0,1 до 1 нанометра.
32. Модулятор по любому из пп. 20-31, имеющий геометрический размер примерно от 100 до 500 нм.
33. Модулятор по любому из пп. 20-32, в котором электромагнитные или электрические сигналы, подаваемые на структуру метаматериала, находятся в радио-, микроволновом или терагерцовом частотном диапазоне.
34. Модулятор по п. 33, в котором электромагнитные или электрические сигналы, подаваемые на структуру метаматериала, находятся в диапазоне от 100 МГц до 40 ТГц.
35. Оптический сумматор для объединения двух или более носителей электромагнитных данных, причем указанный сумматор содержит:
по меньшей мере один WGM-резонатор, имеющий покрытие структурой метаматериала поверх внутренней стенки,
по меньшей мере две входные волновые линии, оптически связанные с указанным по меньшей мере одним WGM-резонатором для введения в него соответственно по меньшей мере двух носителей электромагнитных данных, и
по меньшей мере одну выходную волновую линию, оптически связанную с указанным по меньшей мере одним WGM-резонатором для вывода электромагнитного излучения, захваченного внутри указанного по меньшей мере одного WGM-резонатора, и по меньшей мере частичного объединения указанных по меньшей мере двух носителей электромагнитных данных.
36. Оптический сумматор по п. 35, в котором структура метаматериала содержит оксид ванадия.
37. Оптический сумматор по любому из пп. 35 и 36, в котором структура метаматериала содержит золото.
38. Оптический сумматор по любому из пп. 35-37, содержащий по меньшей мере один вспомогательный WGM-резонатор, имеющий покрытие структурой метаматериала поверх внутренней стенки и оптически связанный с указанным по меньшей мере одним WGM-резонатором,
причем указанный по меньшей мере один вспомогательный WGM-резонатор выполнен с возможностью формирования электромагнитного излучения, захваченного внутри указанного по меньшей мере одного WGM-резонаторе, заданным образом.
39. Оптический сумматор по любому из пп. 35-38, содержащий решетки, образованные на структуре метаматериала по меньшей мере одного WGM-резонатора.
40. Оптический сумматор по любому из пп. 38 и 39, в котором по меньшей мере один из WGM-резонаторов представляет собой резонатор эллипсоидальной формы.
