[发明专利]一种一维光子晶体滤波器

说明书

本发明实施例提供一种一维光子晶体滤波器，所述光子晶体滤波器的结构为(AB)ⁿC(AB)ⁿ，A表示Si，B表示Al₂O₃，C表示Na₃AlF₆，n表示(AB)结构单元的周期数，对于任一中心波长，材料A的折射率、材料B的折射率和材料C的折射率根据麦克斯韦方程计算得到，材料A的物理厚度、材料B的物理厚度和材料C的物理厚度分别根据对应材料的折射率和任一中心波长确定。本发明实施例提供的光子晶体滤波器在中心波长处的透射率较高，在其他波长处的反射率较高，因此，该光子晶体滤波器的禁带特性很好，波长在禁带范围内的光线都不能通过，且透射带宽极窄，从而信号在该光子晶体滤波器中传输时损耗较低，在长距离传输过程中，该光子晶体滤波器比较适用于还原信号。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种一维光子晶体滤波器。

背景技术

光子晶体是一种介电常数呈周期变化的人工微结构光学材料，光子晶体的带隙结构是光子晶体的重要特性之一，光子带隙的存在使光子晶体具有极大的理论价值和潜在的应用前景，如光子晶体反射镜、光子晶体滤波器和低阈值激光发射器等。

对一维光子晶体的能带结构，现有技术中已经做了比较全面和深入的研究，对光子晶体的周期结构遭到破坏时，在光子禁带区域会出现态密度很高的缺陷态，而与缺陷态的频率相同的光子会局限在缺陷处，形成了光子局域态，通过共振隧穿效应穿过光子晶体，从而形成了高品质的光子晶体窄带滤波器。

如果在周期性结构的一维光子晶体中引入其他的介质层，使得光子晶体的周期性结构遭到破坏，可以增加相应频率光子的态密度，从而增强了对应频率出的受激辐射，在光子禁带中将会出现缺陷态，这一特性使得光子禁带对自发辐射的抑制作用在光学器件的设计和引用中受到广泛的关注。

光子晶体本身就是一个自然的理想带阻滤波器，由于光子禁带的存在可以实现对光波优良的滤波特性，有很多传统的光滤波不具备的特点和优点，如带阻边缘可以容易做到接近于垂直的陡峭度、光子晶体对光波的吸收损耗非常小等。

与传统介质谐振腔相比，光子晶体谐振腔可以利用纳米结构来设计控制其本征摸模式，在小尺度、高性能的微腔领域具有明显的优势。

现有的一维光子晶体滤波器透射率较高，导致信号在传播时损耗较大，进而不容易对信号进行还原。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种一维光子晶体滤波器。

本发明实施例提供一种一维光子晶体滤波器，所述光子晶体滤波器的结构为(AB)ⁿC(AB)ⁿ，A表示Si，B表示Al₂O₃，C表示Na₃AlF₆，n表示(AB)结构单元的周期数，对于任一中心波长，材料A的折射率、材料B的折射率和材料C的折射率根据麦克斯韦方程计算得到，材料A的物理厚度根据所述材料A的折射率和所述任一中心波长确定，材料B的物理厚度根据所述材料B的折射率和所述任一中心波长确定，材料C的物理厚度根据所述材料C的折射率和所述任一中心波长确定。

优选地，所述材料A的物理厚度根据所述材料A的折射率和所述任一中心波长确定，材料B的物理厚度根据所述材料B的折射率和所述任一中心波长确定，材料C的物理厚度根据所述材料C的折射率和所述任一中心波长确定，具体为：