Highly efficient ultra-broad beam silicon nanophotonic antenna based on near-field phase engineering
Notice bibliographique
Résumé
Optical antennas are a fundamental element in optical phased arrays (OPA) and free-space optical interconnects. An outstanding challenge in optical antenna design lies in achieving high radiation efficiency, ultra-compact footprint and broad radiation angle simultaneously, as required for dense 2D OPAs with a broad steering range. Here, we demonstrate a fundamentally new concept of a nanophotonic antenna based on near-field phase-engineering. By introducing a specific near-field phase factor in the Fraunhofer transformation, the far-field beam is widened beyond the diffraction limit for a given aperture size. We use transversally interleaved subwavelength grating nanostructures to control the near-field phase. A Bragg reflector is used at the end of the grating to increase both the efficiency and the far-field beam width. The antenna has a compact footprint of 3.1 µm × 1.75 µm and an ultra-broad far-field beam width of 52° and 62° in the longitudinal and transversal direction, respectively, while the radiation efficiency reaches 82% after incorporating a bottom reflector to further improve the directionality. This unprecedented design performance is achieved with a single-etch grating nanostructure in a 300-nm SOI platform.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».