[发明专利]可扩展小型化光子晶体波分复用器

说明书

本发明公开了一种可扩展小型化光子晶体波分复用器，包括输入主波导和若干输出波导，每个输出波导与输入主波导之间均设置有下载腔；下载腔包括内介质柱和分布于内介质柱周边的多个外介质柱。本发明用内介质柱和分布于内介质柱周边的多个外介质柱构成下载腔，结构简单，尺寸小，便于集成和扩展。

技术领域

本发明涉及一种可扩展小型化光子晶体波分复用器，属于二维光子晶体器件领域。

背景技术

光子晶体作为一种对光波具有良好调制能力的结构材料，在1987年首次被提出，50多年以来受到了广泛而深入的研究，可以实现光纤和波分复用器。

随着网络通信的高速发展和市场需求的日益增加，光纤作为光信号传输载体，研究人员对它的研究逐渐转向大容量紧密型，而与之匹配的波分复用器则需要更加密集的波长选择。因此密集型、小尺寸、高性能则成为当前设计波分复用器的目标。但由于波长间隔小，导致设计难度相对增加。

基于光子晶体设计的光子器件具有设计灵活、小型化、低功耗等特点，选择光子晶体设计高性能的波分复用器也是很多科研工作者目前正在攻克的目标，设计理念主要是通过各类波导和各种谐振腔之间进行定向耦合，实现不同波长的选择和输出。目前提出的光子晶体波分复用器一般是以环形腔结构为主，改变环形腔内部结构以此来达到较高的透射率和隔离度。然而使用环形腔结构不可避免地会使得器件的尺寸变得较大，而且环形腔的设计较复杂，不利于光学集成和扩展。

发明内容

本发明提供了一种可扩展小型化光子晶体波分复用器，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

可扩展小型化光子晶体波分复用器，包括输入主波导和若干输出波导，每个输出波导与输入主波导之间均设置有下载腔；下载腔包括内介质柱和分布于内介质柱周边的多个外介质柱。

所有外介质柱均匀分布在同一圆周上，圆周的圆心位于内介质柱的中心轴线上。

外介质柱与内介质柱之间的距离为0.5a，a为光子晶体的晶格常数。

内介质柱周边分布四个外介质柱，四个外介质柱两两相对。

输出波导有八个，八个输出波导与输入主波导之间均设置一下载腔，八个下载腔内介质柱半径分别为0.9259a、0.8889a、0.7685a、0.7963a、0.7685a、0.8704a、0.7596a，a为光子晶体的晶格常数。

八个下载腔外介质柱半径分别为0.8352a、0.8267、0.8194a、0.8083a、0.8148a、0.8217a、0.8546a、0.837a，a为光子晶体的晶格常数。

本发明所达到的有益效果：1、本发明用内介质柱和分布于内介质柱周边的多个外介质柱构成下载腔，结构简单，尺寸小，便于集成和扩展；2、本发明仅需改变内介质柱和外介质柱半径，即可获得不同的下载波长，只需扩展下载腔和输出波导，就可实现多波长的波分复用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为单个输出波导的结构示意图；

图3为只有一个下载腔和一个输出波导时，内介质柱半径的变化对透射率的影响；

图4为只有一个下载腔和一个输出波导时，外介质柱半径的变化对透射率的影响；

图5为八个输出波导的波长透射谱；

图6为输出波导Ch1的电场分布图；

图7为输出波导Ch2的电场分布图；

图8为输出波导Ch3的电场分布图；

图9为输出波导Ch4的电场分布图；