[发明专利]一种多信道准周期光子晶体的信道控制方法

说明书

本发明提供了一种多信道准周期光子晶体的信道控制方法，属于全光通讯技术领域。多信道准周期光子晶体由若干第一电介质层和若干第二电介质层排列而成，序列号为S_N的多信道准周期光子晶体中第一电介质层和第二电介质层的排列规律为：S_N＝S_N‑1S_N‑2S_N‑1，N≥3，N为多信道准周期光子晶体序列的序数；S₁为第一电介质层，S₂为第二电介质层；第一电介质层和第二电介质层为两种折射率不同的均匀电介质。通过改变光波在多信道准周期光子晶体上的入射角度来调控个信道的中心频率；通过增大光波在多信道准周期光子晶体上的入射角度来增加信道数数量；在入射角度不变的情况下，利用Octonacci序列光子多层透射谱的光学分形来扩展信道数量。本发明具有能够控制信道数量等优点。

技术领域

本发明属于全光通讯技术领域，涉及一种多信道准周期光子晶体的信道控制方法。

背景技术

在全光通信中，为了提高信道容量，常采用波分复用器件。传统的光子器件根据其频率特性，一般可分为带通、带阻、低通或高通元件，或者只能对某单一频率附近的光波进行处理。因此，要提高信道容量和光子器件的兼容性，迫切地需要发展波分复用光子器件。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种多信道准周期光子晶体，本发明所要解决的技术问题是获得一种基于Octonacci序列的多信道准周期光子晶体。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种多信道准周期光子晶体，其特征在于，多信道准周期光子晶体由若干第一电介质层和若干第二电介质层按规律排列而成，多信道准周期光子晶体中第一电介质层和第二电介质层的排列规律为： S_N＝S_N-1S_N-2S_N-1；其中，N为多信道准周期光子晶体序列的序数，N2， S₁为第一电介质层，S₂为第二电介质层，N为序列的序数，第一电介质层和第二电介质层为两种折射率不同的均匀电介质。

进一步的，所述第一电介质层为二氧化硅，所述第二电介质层为硅。

将折射率不同的两种电介质交替排列，可以形成光子晶体。光子晶体在空间上具有周期性结构，在波矢空间，光波具有类似于半导体中电子能带的光子能带结构。处于带隙内的光波会无透射地全部被反射回来。在光子晶体中引入缺陷层，透射谱中会出现单一的透射模。透射模对电场具有较强的局域性，常被用于光学双稳态器件。

为了提高光子晶体中透射模的数量，可在光子晶体中引入更多的缺陷层，形成准光子晶体。Octonacci序列是一种准周期序列。将两种电介质薄片按Octonacci序列规则排列，便可形成准周期光子多层。基于Octonacci序列光子多层中具有多个缺陷腔，且同一个缺陷腔中又存在多个缺陷模，因此，可被用于制作多信道器件。另外，Octonacci序列光子多层还具有光学分形的特性，即随着序列号的增加，多层结构中电介质层数相应地增加，光子多层中透射谱中的透射模呈几何级数分裂，形成光学分形态，且不同的透射谱具有自相似等特点，以此可对光子器件的信道数迅速地进行扩展。

将两种电介质薄片依次排列，使其满足Octonacci序列规则，从而得到一种准周期光子多层。增大Octonacci序列的序列号，则共振模迅速分裂，其数量呈几何级数增加，此现象具有光学分形的特点。该结构可被用于多信道光通信，且信道的扩展可利用光学分形来实现。

此结构中存在多个透射共振模，且各共振模的中心频率可通过改变入射角来灵活调控。

本发明的第二个目的是如何控制多信道准周期光子晶体的信道数量。