[发明专利]一种二维硅基太赫兹频域的光子晶体波导耦合器

摘要

本发明属于光通信技术领域，涉及一种二维硅基太赫兹频域的光子晶体波导耦合器，主体结构包括输入区、传输区和输出区，其中输入区包括二维硅基、输入区耦合端口、输入区渐变散射元、输入区不变散射元、输入区散射元间隙、输入区耦合微腔和输入区波导，传输区包括传输区散射元、传输区散射元间隙、传输区耦合腔和传输区波导，输出区包括输出区散射元、输出区散射元间隙、输出区波导和输出端口；其结构体积小，稳定性强，光的耦合和传输效率高，加工技术成熟，可广泛应用于激光、非线性光学和太赫兹通讯领域。

主权项

1.一种二维硅基太赫兹频域的光子晶体波导耦合器，其特征在于主体结构包括输入区、传输区和输出区，其中输入区包括二维硅基、输入区耦合端口、输入区渐变散射元、输入区不变散射元、输入区散射元间隙、输入区耦合微腔和输入区波导，传输区包括传输区散射元、传输区散射元间隙、传输区耦合腔和传输区波导，输出区包括输出区散射元、输出区散射元间隙、输出区波导和输出端口；二维硅基的左侧中间位置设有由凸凹曲面组成的输入区耦合端口，输入区的中间为输入区波导，输入区波导的两侧靠近输入区耦合端口处设有由圆弓形或椭圆形构成的输入区渐变散射元，输入区渐变散射元每侧不少于6排，每行个数不少于8个；输入区渐变散射元的上端和右侧均设有输入区不变散射元，渐变散射元和不变散射元的晶格常数相同，输入区波导的两侧每侧不变散射元不少于8排；相邻的输入区渐变散射元和相邻的输入区不变散射元之间均形成输入区散射元间隙，输入区波导的两侧右部对称式设有输入区耦合腔，外接波源发出的太赫兹波由光纤先到达二维硅基的输入区耦合端口，大部分太赫兹波由凸面汇聚后，进入输入区波导向前传输；剩余太赫兹波由凹面散射，进入输入区有渐变散射元的区域，进而进入输入区耦合微腔并在输入区耦合微腔中聚集，最终耦合到输入区波导中，提高传输效率；输入区波导的宽度可调，为晶格常数的1‑4倍；传输区的左右两端中间位置均设有传输区波导，两个传输区波导之间设有传输区耦合腔，传输区波导两侧均设有由圆弓形或椭圆形构成的传输区散射元，相邻的传输区散射元之间形成传输区散射元间隙；太赫兹波由输入区波导进入传输区后，在传输区波导传播，而不能在两侧的传输区散射元和传输区散射元间隙中传播；输出区的右侧设有输出端口，用于汇聚太赫兹波，输出区设有2‑5个缺少一行散射元的输出区波导，以实现传输信号的转向和分束，相邻的输出区散射元之间形成输出区散射元间隙，进入输出区的太赫兹波只能在输出区波导传输，不能向两侧有散射元的部分扩散，以降低传输损耗。