[发明专利]高对比度光子晶体与逻辑门

权利要求书

1.一种高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：它为一种五端口的二维光子晶体，包括一个非线性腔单元和一个Y型与逻辑门单元；它由一个参考光输入端、两个系统信号输入端、一个闲置端和一个系统信号输出端组成；所述的非线性腔单元与所述的Y型与逻辑门单元耦合连接。

2.按照权利要求1所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述的非线性腔单元为一个二维光子晶体交叉波导非线性腔；该非线性腔单元由一个参考光输入端，一个中间信号输入端，一个闲置端和系统信号输出端组成。

3.按照权利要求1所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述的Y型与逻辑门单元由两个信号输入端和一个中间信号输出端组成。

4.按照权利要求1所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述非线性腔单元的中间信号输入端与所述Y型与逻辑门单元的中间信号输出端相连接。

5.按照权利要求1所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述的二维光子晶体交叉波导非线性腔由高折射率介质柱组成二维的光子晶体“十字”交叉波导四端口网络，所述四端口网络的左端为参考光输入端，下端为中间信号输入端，上端为系统信号输出端，右端为闲置端；通过交叉波导中心沿两波导方向放置两相互正交的准一维光子晶体结构；在交叉波导的中部设置有介质柱，该介质柱为非线性材料，所述非线性介质柱的横截面为正方形、多边形、圆形或者椭圆形，其折射率为3.4或者大于2的值；紧贴中心非线性杆且靠近信号输出端的一根矩形线性杆的介电常数与中心非线性杆在弱光条件下的介电常数相等；所述准一维光子晶体结构与非线性介质柱构成波导缺陷腔。

6.按照权利要求1所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述的二维光子晶体交叉波导非线性腔中心由十二根长方形高折射率线性介质柱与一根正方形非线性介质柱在纵、横两个波导方向呈准一维光子晶体排列，正方形非线性介质柱与相邻的四根长方形线性介质柱相贴，距离为0，而两两相邻的长方形线性介质柱相距0.2668d。

7.按照权利要求1所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述的光子晶体与逻辑门为一种三端口波导网络的光子晶体结构，所述三端口网络的下端分别为两个信号输入端，上端为中间信号输出端；所述三端口波导的交汇处设置了一根非线性材料的介质柱，该介质柱为圆形非线性介质柱；所述非线性介质柱的半径与线性介质柱的半径相同。

8.按照权利要求1或4所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述二维光子晶体的高折射率线性介质柱的横截面为圆形、椭圆形、多边形或者三角形。

9.按照权利要求1或4所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述二维光子晶体的背景填充材料为空气或者折射率低于1.4的低折射率介质。

10.按照权利要求1或4所述的高对比度光子晶体与逻辑门，其特征在于：所述的二维光子晶体为(2m+1)×(2n+1)的阵列结构，m为大于等于4的整数,n为大于等于7的整数。