[发明专利]面向光片上网络的光子晶体可调谐多通道滤波器

说明书

本发明公开一种面向光片上网络的光子晶体可调谐多通道滤波器，通过在二维三角晶格光子晶体上设置1个输入波导、1个反射结构、4个谐振腔、4个点缺陷和4个输出波导来实现。本发明滤波器相比其他的八通道光子晶体滤波器的谐振腔个数减少了一半，而且六边形谐振腔由相变材料GST构成，可以通过外界条件激发实现可调谐功能，具有结构简单、尺寸小，易于实现和集成的突出特点，且灵活性高、下路输出波长多样，在未来的光集成系统中具有重要应用。

技术领域

本发明涉及光片上网络技术领域，具体涉及一种面向光片上网络的光子晶体可调谐多通道滤波器。

背景技术

在光片上网络(Optical Network on Chip,ONoC)中，高效率的光学滤波器是实现多通道的解波分复用、密集型波分复用等功能的重要器件，它可以实现对光信号的传输、处理、获取以及交换。以光子晶体为材料制备的光器件可以通过改变光子晶体结构来控制器件中光子的流动，其中基于光子晶体微环谐振腔的光子晶体滤波器具有效率高、损耗低、品质因数大以及易于集成的优势，它可以实现光通信网络中特定频率光信号的选择与剔除，对于实现可重构的光片上网络具有重要的意义。因此开展光子晶体滤波器的研究对推动光片上网络技术的发展具有一定的指导意义。

发明内容

本发明提供一种面向光片上网络的光子晶体可调谐多通道滤波器，其具有结构简单、制作和使用方便、尺寸小、以及下路的波长信号多样且透射率高的特点。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

面向光片上网络的光子晶体可调谐多通道滤波器，由二维三角晶格光子晶体构成，该二维三角晶格光子晶体上设有1个输入波导、1个反射结构、4个谐振腔、4个点缺陷和4个输出波导。在二维三角晶格光子晶体的中部通过从左向右连续移除二维三角晶格光子晶体中间一行的多个介质柱形成水平延伸的1个输入波导；输入波导的左端位于二维三角晶格光子晶体的左侧边缘处，并形成光子晶体可调谐多通道滤波器的输入端口；输入波导的右端二维三角晶格光子晶体同一行所留下的介质柱形成1个反射结构。每个谐振腔均由二维三角晶格光子晶体的7个介质柱构成，其中6个外环介质柱围成六边形，1个中心介质柱在六边形中心处；左上谐振腔与右上谐振腔的中心介质柱位于输入波导上方，且左上谐振腔和右上谐振腔的中心介质柱处于二维三角晶格光子晶体的同一行；左下谐振腔和右下谐振腔的中心介质柱位于输入波导下方，且左下谐振腔和右下谐振腔的中心介质柱处于二维三角晶格光子晶体的同一行。每个点缺陷由1个介质柱构成；左上点缺陷的介质柱位于左上谐振腔的左斜上方，且与左上谐振腔的左上外环介质柱、右下外环介质柱以及中心介质柱处于同一条斜线上；右上点缺陷的介质柱位于右上谐振腔的右斜上方，且与右上谐振腔的右上外环介质柱、左下外环介质柱以及中心介质柱处于同一条斜线上；左下点缺陷的介质柱位于左下谐振腔的左斜下方，且与左下谐振腔的左下外环介质柱、右上外环介质柱以及中心介质柱处于同一条斜线上；右下点缺陷的介质柱位于右下谐振腔的右斜下方，且与右下谐振腔的右下外环介质柱、左上外环介质柱以及中心介质柱处于同一条斜线上。在二维三角晶格光子晶体的四角分别通过从边缘向中部斜向连续移除多个介质柱形成斜向延伸的4个输出波导；左上输出波导位于左上点缺陷的左斜上方，且与左上点缺陷的介质柱和左上谐振腔的中心介质柱处于同一条斜线上；左上输出波导的上端位于二维三角晶格光子晶体的左上边缘处，并形成光子晶体可调谐多通道滤波器的左上下路输出端口；右上输出波导位于右上点缺陷的右斜上方，且与右上点缺陷的介质柱和右上谐振腔的中心介质柱处于同一条斜线上；右上输出波导的上端位于二维三角晶格光子晶体的右上边缘处，并形成光子晶体可调谐多通道滤波器的右上下路输出端口；左下输出波导位于左下点缺陷的左斜下方，且与左下点缺陷的介质柱和左下谐振腔的中心介质柱处于同一条斜线上；左下输出波导的下端位于二维三角晶格光子晶体的左下边缘处，并形成光子晶体可调谐多通道滤波器的左下下路输出端口。右下输出波导位于右下点缺陷的右斜下方，且与右下点缺陷的介质柱和右下谐振腔的中心介质柱处于同一条斜线上；右下输出波导的下端位于二维三角晶格光子晶体的右下边缘处，并形成光子晶体可调谐多通道滤波器的右下下路输出端口。