[实用新型]一种基于光学分形的多信道非周期光子晶体结构

说明书

本实用新型提供了一种基于光学分形的多信道非周期光子晶体结构，属于多信道光子滤波器技术领域。所述多信道非周期光子晶体结构包括两个对称分布的Thue‑Morse序列，Thue‑Morse序列S_N的迭代规则为：S₁＝A，N＝1；S₂＝AB，N＝2；S_N＝S_N‑1(A→AB，B→BA)，N≥3，其中S_N‑1中的A→AB表示A由AB代替，B→BA表示B由BA代替，N表示序列的序号，S_N表示序列的第N项；A为第一电介质层；B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等的均匀电介质薄片。本实用新型将宇称‑时间对称性和Thue‑Morse序列光子晶体结合，来实现多信道、可调谐光子滤波器。

技术领域

本实用新型属于多信道光子滤波器技术领域，涉及一种基于光学分形的多信道非周期光子晶体结构。

背景技术

传统的光子器件可根据频率特性分为带通、带阻、低通和高通元件，而单信道器件只能对某单一频率附近的光波进行透射。在全光通信中，对信道容量提出了更高的要求，迫切地需要发展波分复用器件。光子滤波器可以应用于波分复用/解复用器、噪声抑制、波长转换器、色散补偿器、延时器、半导体激光器和波长选择器等。因此，光子滤波器为光信号的波分复用传输提供了一种可供选择的解决方案。

光子晶体是光子滤波器中的一种新兴的结构，是光子滤波器的研究热点和焦点。光子晶体是一种由折射率不同的电介质交替排列而成的周期性结构。在光子晶体插入缺陷，其禁带内就会形成缺陷模。在缺陷模处的透射率极大，当入射光的波长等于透射波长时，光波会共振输出。当光子晶体的缺陷层越多，则缺陷模的数量越多。以此原理，可制作多通道光子滤波器。

缺陷模对电场具有较强的局域性，电场局域性越强，信道的的品质因数越高。但一般地，缺陷光子晶体一旦形成，就很难对信道的品质因素进行调控。非周期光子晶体一般比周期和准周期光子晶体具有更强的电场局域性，故能得到高品质因数的信道。

在非周期光子晶体中可以形成光学分形，因为非周期光子晶体中存在天然的缺陷层。光学分形是一种基于缺陷模的分裂现象，缺陷模也是一种共振态。因为随着非周期光子晶体序数的增加，缺陷模的数量呈现几何级数增加，故将这些缺陷态叫光学分形态。光学分形态具有自相似特性，造成这种现象的原因是非周期序列的迭代原理。故随着非周期光子晶体的层数增加，缺陷腔的数量和缺陷模的数量也随之增加。这种光学分形效应可用于多信道通信，以及信道的扩展。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种基于光学分形的多信道非周期光子晶体结构，本实用新型所要解决的技术问题是将宇称-时间(parity–time：PT)对称性和Thue-Morse(图厄-摩尔斯，T-M)序列光子晶体结合，来实现多信道、可调谐光子滤波器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于光学分形的多信道非周期光子晶体结构，其特征在于，所述多信道非周期光子晶体结构包括两个呈PT对称分布的T-M序列，所述T-M序列S_N的迭代规则为：S₁＝A，N＝1；S₂＝AB，N＝2；S_N＝S_N-1(A→AB，B→BA)，N≥3，其中S_N-1中的A→AB表示A由AB代替，B→BA表示B由BA代替，N表示序列的序号，S_N表示序列的第N项；A为第一电介质层；B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等的均匀电介质薄片；