[发明专利]基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器

说明书

本发明公开了一种基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，包括一个具有TE禁带的光子晶体T型波导；调制器还包括一个输入端(1)、两个输出端(2、3)、背景硅介质柱(4)、等腰直角三角形缺陷介质柱(5)和缺陷介质柱(6)调制器还包括一个提供偏置磁场的电磁铁(7)、一个调制电流源(9)和一个调制信号(10)；光子晶体T型波导的左端为输入端(1)，输出端(2、3)分别位于光子晶体T型波导的右端、上端；缺陷介质柱(6)位于T型波导中心交叉处；4个等腰直角三角形缺陷介质柱(5)分别位于T型波导交叉的四个拐角处；光子晶体波导由端口(1)输入TE载波光，再从端口(3)输出调幅光。本发明可以高效实现光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器。

技术领域

本发明涉及调制器领域，尤其涉及一种基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器。

背景技术

传统的光学调制器一般利用晶体的电光效应来实现对光的调制，需要有一个微波调制信号，一块电光晶体，一个干涉结构，如马赫-曾德干涉结构等。由于电光晶体的电光系数的限制，需要采用几何尺寸比较长的电光晶体，这样使得光学调制器的体积较大，只能用在传统光学器件中，无法集成到光学芯片中。光调制器是在整体光通信的光发射、传输、接收过程中用于控制光强度的关键器件，也是最重要的集成光学器件之一。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种高效短程便于集成的光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

本发明基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，包括一个具有TE禁带的光子晶体T型波导；所述调制器还包括输入端1、输出端2和输出端3、背景硅介质柱4、等腰直角三角形缺陷介质柱5和缺陷介质柱6；所述光子晶体T型波导的左端为输入端1，所述输出端2和输出端3分别位于光子晶体T型波导的右端和上端；所述缺陷介质柱6位于T型波导中心交叉处；所述4个等腰直角三角形缺陷介质柱5分别位于T型波导交叉的四个拐角处；所述光子晶体波导由端口1输入TE载波光，再从端口2和端口3输出调幅光。

所述调制器进一步包括电磁铁线圈7、导线8、矩形脉冲电源9和电子开关10，所述导线8通过矩形脉冲电源9与电磁铁相连接。

所述调制器为一个提供偏置磁场的电磁铁，该磁铁加载调制信号。

所述光子晶体为二维正方晶格光子晶体。

所述光子晶体采用正方形硅介质柱空气背景结构。

所述T型波导为光子晶体中移除中间一横排和中间一竖排介质柱后的结构。

所述T型波导交叉拐角处的4个背景介质柱各删除一个角以形成等腰直角三角形缺陷介质柱，该等腰直角三角形缺陷介质柱5为三角柱型。

所述背景硅介质柱4的形状为正方形。

所述正方形硅介质柱以介质柱轴线z轴方向逆时针旋转41度。

所述缺陷介质柱6为铁氧体方柱，其形状为正方形，所述铁氧体方柱的磁导率为各向异性，且受偏置磁场的控制，偏置磁场方向沿着铁氧体方柱的轴线方向。

所述端口2与端口3成直角布局，该端口3为调制输出端口。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

(1)结构体积小，时间响应快，光传输效率高，适合大规模光路集成；

(2)本发明在短程通过一个点缺陷就可以实现光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的功能，便于集成而且高效；

(3)本发明原理在不考虑色散或色散可以忽略的情况下，可以应用光子晶体可等比例缩放的特性，通过等比例改变晶格常数的方法，可以实现不同波长光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的功能。