Integrierter Terahertz-topologischer, tal-gesperrter Leistungsverteiler mit beliebigen Leistungsratios

Integrierte Leistungsverteiler (PDs) sind entscheidend in Terahertz- (THz) Kommunikations- und Radarsystemen, jedoch führt die Miniaturisierung häufig zu einer Leistungsminderung aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten und scharfen Biegungen. Topologische Photonik bietet eine Lösung für diese Probleme, doch die Erstellung von THz-Leistungsverteilern mit beliebigen Teilungsverhältnissen bleibt eine Herausforderung. Wir präsentieren eine Entwurfsmethodik für chipintegrierte topologische THz-Leistungsverteiler mit anpassbaren Teilungsverhältnissen unter Verwendung von tal-gesperrten photonischen Kristallen. Diese Kristalle besitzen eine dreilagige Struktur mit zwei unterschiedlichen Tal-Chern-Zahlen-Schichten und einer zwischengeschalteten Halbleiterlage. Mithilfe des Jackiw–Rebbi-Modells zeigen wir, dass die charakteristische Impedanz der tal-gesperrten photonischen Kristalle und somit das Leistungsverhältnis durch die Anpassung der Breite der Halbleiterlage eingestellt werden kann. Unsere Vorgehensweise wird durch Simulationen und Experimente sowohl für gleiche (1:1) als auch ungleiche (4:9) Leistungsratios validiert. Dieses Verfahren ermöglicht eine effiziente Navigation um scharfe Biegungen und robuste THz-on-chip-Konnektivität.