[发明专利]一种光子自旋定向分离器

权利要求书

1.一种光子自旋定向分离器，其特征在于：包括衬底（1），所述衬底（1）上设有金属膜层（2），所述金属膜层（2）上设有导波结构（4），所述导波结构（4）包括相互垂直的第一介质波导和第二介质波导，所述第一介质波导的第一侧面和第二介质波导的第二侧面相交使得导波结构（4）的一部分形成直角凸起；

所述金属膜层（2）上设有天线结构（3），所述天线结构（3）包括两个扇环体结构，两个所述扇环体结构分别等距分布于第一侧面和第二侧面的一侧，所述直角凸起指向两个扇环体结构的扇宽端面之间。

2.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述衬底（1）的材料包括硅、氮化硅、氧化锌或铌酸锂中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述金属膜层（2）的材料包括银、铜、铝或金中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述天线结构（3）和导波结构（4）的材料包括二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯或氟化镁中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述扇环体结构的外弧线半径均为160~230nm，所述扇环体结构的扇宽均为120~180nm，所述扇环体结构的高度均为160~240nm。

6.根据权利要求5所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述扇环体结构的扇宽端面均垂直于金属膜层（2），两个所述扇环体结构相互靠近的两个扇宽端面与金属膜层（2）的两个交线所在的两个直线之间的夹角为80~100^o。

7.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述扇环体结构的外弧线或内弧线所在平面的法线到第一侧面与第二侧面的交线之间的距离为40~80nm，所述法线与扇环体结构的外弧线或内弧线的圆心相交。

8.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述导波结构（4）的高度为160~240nm，所述第一介质波导和第二介质波导分别靠近各自相对应的扇环体结构的一侧的长度为1~8微米，第一介质波导和第二介质波导的宽度为150~210nm。

9.根据权利要求1所述的一种光子自旋定向分离器，其特征在于，所述导波结构（4）的顶面呈“L”形。

10.如权利要求1-9任一权利要求所述的一种光子自旋定向分离器在光子调控、量子通信或量子计算领域的应用。