用于光纤通信的使用超材料的模态复用器/解复用器

技术特征：
1.一种设备，包括：第一基板，所述第一基板是透光的；第一超材料级，所述第一超材料级与所述第一基板接触；第二超材料级，所述第二超材料级与所述第一基板接触，所述第一超材料级与所述第二超材料级被配置成：通过第一光学通信链路接收具有第一模态的第一光学信号；通过第二光学通信链路接收具有第二模态的第二光学信号；通过移位所述第一光学信号的第一相位轮廓来生成具有第三模态的第三光学信号；通过移位所述第二光学信号的第二相位轮廓来生成具有第四模态的第四光学信号；以及通过第三光学通信链路发送所述第三光学信号与所述第四光学信号，所述第三光学通信链路包含多模光学通信链路。2.如权利要求1所述的设备，其中：所述第一超材料级被配置成移位所述第一光学信号的所述第一相位轮廓与所述第二光学信号的所述第二相位轮廓，并输出第一经移位光学信号与第二经移位光学信号；以及所述第二超材料级被配置成移位所述第一经移位光学信号的第三相位轮廓与所述第二经移位光学信号的第四相位轮廓，并输出所述第三光学信号与所述第四光学信号。3.如权利要求1所述的设备，进一步包含：第二基板，所述第二基板是透光的，所述第二基板接触所述第二超材料级，其中所述第一基板、所述第一超材料级、所述第二基板和所述第二超材料级形成堆叠结构。4.如权利要求3所述的设备，进一步包含：间隔件，所述间隔件接触所述第一基板和所述第二基板，并在所述第一基板的第一表面和所述第二基板的第二表面之间产生空间，其中所述第二超材料级定位在由所述间隔件产生的所述空间中。5.如权利要求4所述的设备，进一步包含：液体光学透明粘合剂，所述液体光学透明粘合剂定位在由所述间隔件产生的所述空间中，其中所述第二超材料级接触所述第二基板的所述第二表面，并且所述液体光学透明粘合剂定位在所述第二超材料级和所述第一基板的所述第一表面之间。6.如权利要求1、2或3所述的设备，进一步包含：第一反射器与第二反射器，所述第一反射器与所述第二反射器被配置成反射所述第一光学信号与所述第二光学信号，所述第一基板定位在所述第一反射器与所述第二反射器之间。7.如权利要求6所述的设备，进一步包含：包层，所述包层定位在所述第一超材料级与所述第一反射器之间，所述包层的厚度被配置成减轻与所述第一超材料级相互作用的光学信号的损耗、或保护所述第一超材料级、或以上各项的组合。8.如权利要求6或7所述的设备，其中：所述第一超材料级与所述第二超材料级定位成接近所述第一反射器；或者所述第一超材料级定位成接近所述第一反射器，并且所述第二超材料级定位成接近所
述第二反射器。9.如权利要求6、7或8所述的设备，其中：所述第一反射器形成第一孔，所述第一孔用于接收所述第一光学信号与所述第二光学信号，并且所述第二反射器形成第二孔，所述第二孔用于输出所述第三光学信号；或者所述第一反射器形成所述第一孔与所述第二孔，所述第一孔用于接收所述第一光学信号与所述第二光学信号，所述第二孔用于输出所述第三光学信号。10.如权利要求6所述的设备，其中所述第一基板、所述第一反射器、所述第二反射器、所述第一超材料级与所述第二超材料级形成法布里-珀罗腔，所述法布里-珀罗腔被配置成生成所述第一光学信号与所述第二光学信号的一个或多个谐振反射。11.如权利要求1至10中任一项所述的设备，其中所述第一超材料级包含：多个超材料结构，所述多个超材料结构以图案布置以至少部分地基于所述多个超材料结构中的每个超材料结构的一个或多个参数来移位光学信号的相位轮廓。12.如权利要求11所述的设备，其中所述超材料结构的所述一个或多个参数包含所述超材料结构的高度、所述超材料结构的截面轮廓、所述超材料结构的直径、所述超材料结构的介电性质或以上各项的组合。13.如权利要求11所述的设备，其中由所述第一超材料级引起的总相移至少部分地基于每个超材料结构的相移轮廓与所述多个超材料结构的所述图案。14.一种方法，包含以下步骤：沉积透光的基板；在所述基板上沉积抗蚀剂层；蚀刻所述抗蚀剂层的一部分以在所述抗蚀剂层中形成多个腔；以及在形成所述多个腔的所述抗蚀剂层上沉积超材料层，所述超材料层填充在所述抗蚀剂层中形成的所述多个腔中的至少一些腔；至少部分地基于在所述抗蚀剂层上沉积所述超材料层来蚀刻所述超材料层与所述抗蚀剂层以形成多个超材料结构，其中所述多个超材料结构被配置为移位具有第一模态的第一光学信号的第一相位轮廓与具有第二模态的第二光学信号的第二相位轮廓，以生成具有第三模态的第三光学信号和具有第四模态的第四光学信号。15.如权利要求14所述的方法，进一步包含以下步骤：至少部分地基于蚀刻所述超材料层与所述抗蚀剂层来沉积反射材料，以在所述多个超材料结构的一端处形成反射器。16.如权利要求15所述的方法，进一步包含以下步骤：至少部分地基于蚀刻所述超材料层与所述抗蚀剂层来在所述多个超材料结构上以及在所述基板的暴露部分上沉积包层，其中至少部分地基于沉积所述包层来沉积所述反射材料。17.如权利要求16所述的方法，其中所述反射材料被沉积在位于所述多个超材料结构和所述反射材料之间的所述包层上。18.如权利要求14至17中任一项所述的方法，其中所述多个超材料结构中的每个超材料结构具有一个或多个参数，所述一个或多个参数包括所述超材料结构的高度、所述超材料结构的截面轮廓、所述超材料结构的直径、所述超材料结构的介电性质、或以上各项的组
合。19.如权利要求18所述的方法，其中每个超材料结构的所述一个或多个参数中的至少一些参数至少部分地基于所述抗蚀剂层中的相关联的腔的第二截面轮廓。20.一种设备，包括：基板，所述基板是透光的；以及超材料级，所述超材料级与所述基板接触并被配置成：通过第一光学通信链路接收具有第一模态的第一光学信号与具有第二模态的第二光学信号，所述第一光学通信链路包含多模光学通信链路；至少部分地基于通过所述超材料级移位所述第一光学信号的第一相位轮廓，从所述第一光学信号生成具有第三模态的第三光学信号；以及至少部分地基于通过所述超材料级移位所述第二光学信号的第二相位轮廓，从所述第二光学信号生成具有第四模态的第四光学信号；通过第二光学通信链路发送具有所述第三模态的所述第三光学信号；以及通过第三光学通信链路发送具有所述第四模态的所述第四光学信号。

技术总结
描述了用于在光通信系统中使用一种或多种超材料执行波分复用或解复用的系统、装置和技术。光学装置可被配置成使用超材料的一个或多个级来移位光学信号的一个或多个相位轮廓，以复用或解复用光学信号的波长。光学装置可以是堆叠设计的示例，其中超材料的两个或更多个级堆叠在彼此的顶上。光学装置可以是折叠设计的示例，该折叠设计在超材料的不同级之间反射光学信号。光学信号。光学信号。


技术研发人员：F
受保护的技术使用者：哈佛学院董事及会员团体
技术研发日：2021.01.29
技术公布日：2022/10/25