[发明专利]基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关

权利要求书

1.一种基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，包括上下两层平板光子晶体相连而成的一个整体；所述上平板光子晶体为一个具有TM禁带和完全禁带的第一平板正方晶格光子晶体，所述第一平板正方晶格光子晶体的元胞由高折射率旋转正方形杆、单个第一平板介质杆和背景介质组成，所述第一平板介质杆沿水平方向布置，所述第一平板介质杆使整个上平板光子晶体形成一个整体，所述第一平板介质杆由高折射率介质套管和套管内的低折射率介质组成，或者由一块高折射率平板薄膜组成，或者由一块低折射率介质组成；所述下平板光子晶体为一个具有TM禁带和完全禁带的第二正方晶格光子晶体，所述第二正方晶格光子晶体的元胞由高折射率旋转正方形杆、单个第二平板介质杆和背景介质组成，所述第二平板介质杆沿水平方向布置，所述第二平板介质杆以整个下平板光子晶体形成一个整体，所述第二平板介质杆为高折射率介质杆；所述背景介质为低折射率介质；所述高偏振度及高消光比TE光开关归一化工作频率(a/λ)为0.453～0.458、0.503～0.509或者0.553～0.574，称为工作频带。

2.按照权利要求1所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，所述第一平板光子晶体元胞内第一介质杆中的套管厚度为0～0.004a；所述套管内的低折射率介质的宽度为所述第一平板介质杆的宽度与所述套管的厚度相减。

3.按照权利要求1所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，所述第一和第二平板光子晶体的高折射率旋转正方形杆的边长分别为0.545～0.554a，其旋转角度为23.25°～26.45°和66.75°～68.95°；所述第一和第二平板光子晶体的第一和第二平板介质杆的宽度分别为0.075～0.082a。

4.按照权利要求1所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，所述第一和第二平板光子晶体的第一平板介质杆和第二平板介质杆分别距离旋转正方形杆中心0.2a。

5.按照权利要求1所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，所述高折射率介质为硅、砷化镓、二氧化钛或者折射率大于2的介质。

6.按照权利要求1所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，所述低折射率介质为真空、空气、冰晶石、二氧化硅、有机泡沫、橄榄油或者折射率小于1.5的介质。

7.按照权利要求1所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于：所述TE光开关，第一平板光子晶体位于光路中,第二平板光子晶体位于光路外为一种开关状态，第二平板光子晶体位于光路中,第一平板光子晶体位于光路外为另一种开关状态。

8.按照权利要求1或7所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，在频率范围0.453～0.458以内，所述第二平板光子晶体位于光路中，第一平板光子晶体位于光路外为光路连通状态；第一平板光子晶体位于光路中，第二平板光子晶体位于光路外为光路断开状态；所述TE光开关的归一化工作频率(a/λ)为0.453～0.458时，TE偏振消光比为-22dB～-23dB,偏振度最高达100％，工作频带内的TM波被阻止，隔离度为-50dB～-68dB。

9.按照权利要求1或7所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，所述TE光开关的归一化工作频率(a/λ)为0.503～0.509或者0.553～0.574时，所述第一平板光子晶体位于光路中，第二平板光子晶体位于光路外为光路连通状态；第二平板光子晶体位于光路中，第一平板光子晶体位于光路外为光路断开状态；所述TE光开关的归一化工作频率(a/λ)为0.503～0.509时,TE偏振消光比为-16dB～-28dB,偏振度为100％，工作频带内的TM波被阻止，隔离度为-16dB～-53dB；所述TE光开关的归一化工作频率(a/λ)为0.553～0.574时，TE偏振消光比为-16dB～-41dB,偏振度为100％，工作频段内的TM波被阻止，隔离度为-21dB～-62dB。

10.按照权利要求1所述的基于平板光子晶体的高偏振度及高消光比TE光开关，其特征在于，第一平板光子晶体和第二平板光子晶体在光路中的位置通过外力调节，所述外力包括机械力、电力和磁力。