[发明专利]一种基于四元Rudin-Shapiro光子晶体的光子带阻滤波器结构

说明书

本发明提供了一种基于四元Rudin‑Shapiro光子晶体的光子带阻滤波器结构，属于光学技术领域。它解决了现有……等技术问题。四元Rudin‑Shapiro光子晶体中Rudin‑Shapiro序列的迭代规则为：S₀＝A，S₁＝AB，S₂＝ABAC，S₃＝ABACABDB，S₄＝ABACABDBABACDCAC，……，S_N＝S_N‑1(A→AB，B→AC，C→DB，D→DC)，……，其中N是Rudin‑Shapiro序列的序号，S_N表示Rudin‑Shapiro序列的第N项，A→AB表示将S_N‑1中的A替换成AB，B→AC表示将S_N‑1中的B替换成AC,C→DB表示将S_N‑1中的C替换成DB,D→DC表示将S_N‑1中的D替换成DC，所述字母A、B、C和D分别表示折射率不同的四种均匀电介质薄片第一电介质层、第二电介质层、第三电介质层和第四电介质层。本发明能够利用光子晶体中的光子带隙结构，使其应用于光子带阻滤波器。

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种基于四元Rudin-Shapiro光子晶体的光子带阻滤波器结构。

背景技术

滤波器根据幅频特性可分为带通、带阻、低通和高通四种类型。在光通信领域，其通信波长位于近红外波段，因此需要用到带通或带阻滤波器。以前常采用光纤光栅来制作滤波器，而人造光子晶体的出现，为光子滤波器的实现带来可能。

将折射率不同的电介质在空间中进行周期性排列，可以构成一维、二维或三维光子晶体。光子晶体具有能带结构，光子晶体可以对带隙内的光波全反射。该特性可被应用于光子带阻滤波器。通常认为，缺陷对光子晶体的能带结构是具有破坏作用，因为缺陷光子晶体的带隙中存在单一的缺陷透射模。缺陷会增强光场的局域性，从而提高光波的共振。缺陷模的透射率极大，而反射极小。

准周期光子晶体也叫准光子晶体，该结构中存在天然的缺陷层，常被用于缺陷模输出。准周期光子晶体其有序性介于周期性光子晶体和非周期光子晶体之间。另外，准周期光子晶体中缺陷模的数量和位置可以通过增加晶体的序号来扩展。这些缺陷模具有自相似特性，该现象叫光学分形效应，对应的共振模也叫光学分形态。

能否将准光子晶体中的缺陷层，变无序为有序？从而实现准光子晶体中的光子能带结构，且在相邻两能带中间得到光子带隙，继而实现基于准光子晶体的光子带阻滤波器。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种基于四元Rudin-Shapiro光子晶体的光子带阻滤波器结构，本发明所要解决的技术问题是如何利用准光子晶体中的光子带隙结构，用于光带阻滤波器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于四元Rudin-Shapiro光子晶体的光子带阻滤波器结构，其特征在于，四元Rudin-Shapiro光子晶体中Rudin-Shapiro序列的迭代规则为：S₀＝A，S₁＝AB，S₂＝ABAC，S₃＝ABACABDB，S₄＝ABACABDBABACDCAC，……，S_N＝S_N-1(A→AB，B→AC，C→DB，D→DC)，……，其中N是Rudin-Shapiro序列的序号，S_N表示Rudin-Shapiro序列的第N项，A→AB表示将S_N-1中的A替换成AB，B→AC表示将S_N-1中的B替换成AC,C→DB表示将S_N-1中的C替换成DB,D→DC表示将S_N-1中的D替换成DC，所述字母A、B、C和D分别表示折射率不同的四种均匀电介质薄片第一电介质层、第二电介质层、第三电介质层和第四电介质层。