[发明专利]基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件

权利要求书

1.一种基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件，其特征在于，包括金属衬底；所述金属衬底的上表面刻蚀可传导表面等离子激元的金属-介质-金属波导，所述波导包括:对称设置的信号光输入波导，对称设置的泵浦光波导，以及输出波导；所述信号光输入波导一端为信号光输入端口，另一端与所述输出波导的一端连通，所述输出波导的另一端为输出端口；所述泵浦光波导设置在信号光输入波导的旁侧，其一端为泵浦光输入端口，另一端为位于所述金属衬底内部的截止端；所述信号光输入波导填充有非线性材料介质，且所述非线性材料介质的横截面高度不低于所述信号光输入波导横截面的深度。

2.根据权利要求1所述的基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件，其特征在于：所述信号光输入波导、泵浦光波导均具有两条，所述输出波导具有一条；每条信号光输入波导填充有一段非线性材料介质；两条信号光输入波导的一端均与所述输出波导的一端连通；两条所述泵浦光波导对称设置在两条所述信号光输入波导的外侧。

3.根据权利要求2所述的基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件，其特征在于：所述信号光输入波导包括信号光输入段以及连接段，两信号输入波导的信号光输入段相平行，各信号光输入段通过连接段与所述输出波导连通，且在各信号光输入段上靠近连接段的一侧具有用于填充所述非线性材料介质的介质填充分段；所述泵浦光波导包括依次连接的起始段、过渡段以及截止段，在同一泵浦光波导中，起始段、截止段与所述信号光输入波导的信号光输入段相平行，且截止段与信号光输入段的距离小于起始段与信号光输入段的距离。

4.根据权利要求3所述的基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件，其特征在于：所述信号光输入波导的介质填充分段位于：所述信号光输入波导上与所述泵浦光波导的截止端持平位置至所述连接段之间。

5.根据权利要求4所述的基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件，其特征在于：两个信号光输入端口的结构参数相同，宽度为20nm至100nm；两个泵浦光输入端口的结构参数相同，宽度为20nm至100nm；所述非线性材料介质的长度为100nm至400nm；所述泵浦光波导的截止段长度为50nm至300nm，所述截止段与同侧的信号光输入段的距离为5nm至30nm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件，其特征在于：所述非线性材料介质为三阶非线性克尔介质。

7.根据权利要求6所述的基于非线性材料介质的全光控制逻辑门器件，其特征在于：所述金属衬底采用满足低德鲁德损耗的金属银衬底。