[发明专利]带有双弯曲L形微腔的光子晶体滤波器

说明书

本发明提供了一种带有双弯曲L形微腔的光子晶体滤波器，包括多个介质柱周期性排列形成的二维光子晶体，所述二维光子晶体中去掉一排水平的介质柱形成输出波导，所述二维光子晶体中去掉另一排水平的部分介质柱形成输入波导，剩余的所述介质柱形成与所述输入波导相邻的反射腔，所述二维光子晶体中去掉所述输入波导及所述输出波导之间的若干排的部分介质柱以形成两个呈中心对称的L型缺陷，两个所述L型缺陷及其内部包围的介质柱构成谐振腔，能够产生两个很宽的禁带，使得可以实现两个波长段的滤波作用，滤波效果很好，具有很高的透射率及较低损耗。

技术领域

本发明涉及一种光子晶体，尤其是一种带有双弯曲L形微腔的光子晶体滤波器。

背景技术

光子晶体是一种介电常数呈周期性变化的新型人工结构，分为一维、二维和三维，其特性是具有光子禁带。禁带对应频率的光波在其中无法传播，因此，一块光子晶体可以形成天然的带阻滤波器。当在光子晶体中引入某种缺陷或者改变某处介电常数时，将破坏光子晶体原有的周期性，从而形成缺陷态，当光波频率和缺陷态频率相吻合，光波将被局限在内，从而实现很好的滤波功能。光子晶体还具有小型化、易集成等特点，在将来将更具有研究的价值

微腔结构是在光子晶体中引入点缺陷，达到耦合滤波的目的。理论上微腔的透射系数能够达到很高的值，通过调节微腔介质柱的尺寸大小和介电常数等，可以改变微腔的谐振频率和模式，是一种十分理想的滤波器件。

硅是作为一种半导体材料，在光伏技术和微小型半导体逆变器技术等领域中都有非常重要的应用。且它的色散非常小，能够有效的减少波的色散损耗。除此之外，硅的各种特性都已经被研究的非常透彻，加工工艺纯属，且价格低廉，是制作滤波器材料的首选。然而如何克服现有技术存在的不足去制作易于集成、可调控性高的带有双弯曲L形微腔的光子晶体滤波器是研究者亟待解决的重点之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有双弯曲L形微腔的光子晶体滤波器，以解决现有的带有双弯曲L形微腔的光子晶体滤波器不易集成、可调控性低的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种带有双弯曲L形微腔的光子晶体滤波器，包括多个介质柱周期性排列形成的二维光子晶体，其特征在于：所述二维光子晶体中去掉一排水平的介质柱形成输出波导，所述二维光子晶体中去掉另一排水平的部分介质柱形成输入波导，剩余的所述介质柱形成与所述输入波导相邻的反射腔，所述二维光子晶体中去掉所述输入波导及所述输出波导之间的若干排的部分介质柱以形成两个呈中心对称的L型缺陷，两个所述L型缺陷及其内部包围的介质柱构成谐振腔。

可选的，所述二维光子晶体为六角晶格光子晶体，并且所述六角晶格光子晶体的介质柱半径为0.21a，a为晶格常数，所述六角晶格光子晶体的介质柱为硅玻璃基质，背景为空气。

可选的，所述六角晶格光子晶体的晶格常数a＝540nm。

可选的，所述二维光子晶体的介质柱呈19*17阵列分布。

可选的，所述反射腔包括六个介质柱，且六个介质柱位于同一排。

可选的，两个所述L型缺陷内包围5排介质柱。

可选的，通过所述输入波导输入呈高斯分布的波导信号后，滤除在两个设定波长范围之外的波导信号，所述输出波导输出在两个所述设定波长范围之内的波导信号，

可选的，两个所述设定波长范围分别为548nm-798nm和1071nm-1345nm。

可选的，所述输入波导的输入端及所述输出波导的两个输出端均设置有观察点。