[實(shí)用新型]基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120361492.9
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN202330929U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮;張禮朝;梁斌明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種光功率分配裝置，特別涉及一種基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器。?

背景技術(shù)

光子晶體的概念最早是在1987年提出的，光子晶體是一種折射率呈空間周期性變化的新型微結(jié)構(gòu)材料，其最基本的特性就是具有光子禁帶。頻率在光子禁帶頻率內(nèi)的光不能在光子晶體中傳播。當(dāng)在光子晶體中引入缺陷時(shí)，光子禁帶中會出現(xiàn)一個(gè)缺陷模，使原本不能在光子晶體中傳播的光能在缺陷中傳播，這就形成了光子晶體波導(dǎo)。利用光子晶體的這種禁帶特性可以設(shè)計(jì)制作各種光學(xué)集成器件,如新型波導(dǎo)、新型波長選擇濾波器和光子晶體耦合器，光開關(guān)，光分功率器光功率分配器在通信領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用與研究。光纖城域網(wǎng)、光纖到戶(FTTH)及光纖CATV的逐步普及應(yīng)用,使得光功率分配器的市場需求越來越大。市場上已經(jīng)存在多種光功率分配器,這些產(chǎn)品的工作原理可能不同,但性能卻與光纖熔融拉錐型器件基本類似。無論是光纖型或是其它類型光功率分配器,現(xiàn)在都只能提供固定的分光比。隨著電信業(yè)務(wù)的發(fā)展,需要采用分光比可調(diào)的光功率分配器的場合越來越多，對可調(diào)范圍也要求越來越大，可調(diào)光功率器在FTTH中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可調(diào)光功率分配器對多變的FTTH市場,具有很強(qiáng)的針對性。它可以通過改變自身的功率分配因素,動(dòng)態(tài)地為各用戶端設(shè)備分配光功率。這樣可以更好地提高網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性,充分利用光功率資源,提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性,降低投資風(fēng)險(xiǎn)。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型是針對現(xiàn)在光功率分配器只能提供固定分光比的問題，提出了一種基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器，具有可調(diào)諧功能，只通過改變整個(gè)光子晶體的溫度就可以控制出射光功率的分配。當(dāng)光子晶體溫度發(fā)生變化時(shí)，硅的熱光系數(shù)為1.86×10^-4/℃，光子晶體硅柱的折射率也會發(fā)生相應(yīng)的改變，點(diǎn)缺陷的耦合效果會發(fā)生很大的變化，兩輸出端的光功率也會發(fā)生很大的變化，從而實(shí)現(xiàn)了通過溫度來控制光功率分配的目的。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器，所述光功率分配器包括二維光子晶體、點(diǎn)缺陷、線缺陷波導(dǎo)和光功率探測器，所述線缺陷波導(dǎo)是在完整的矩形晶格光子晶體中去除一排硅柱形成的，所述點(diǎn)缺陷為改變光子晶體中的一個(gè)硅柱半徑r的點(diǎn)，入射光從第一線缺陷波導(dǎo)入射后，部分入射光會通過點(diǎn)缺陷耦合到第二線缺陷波導(dǎo)中，所述光功率探測器作為光接收單元位于兩線缺陷波導(dǎo)通道的端口。?

所述的二維光子晶體為圓形硅介質(zhì)柱按照矩形晶格排列結(jié)構(gòu)。?

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器及工作方法，整個(gè)光功率分配器結(jié)構(gòu)非常簡單，體積小巧，性能穩(wěn)定可靠，只需要通過整個(gè)光子晶體的溫度就可以調(diào)節(jié)兩個(gè)輸出端的光功率比值，從而實(shí)現(xiàn)光功率的可調(diào)諧功能。?

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器結(jié)構(gòu)示意圖。?

具體實(shí)施方式

一種基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器，主要包括光傳輸單元和光接收單元兩個(gè)部分。其構(gòu)成為：傳輸單元為光子晶體中線缺陷波導(dǎo)。光子晶體為圓形硅介質(zhì)柱按照矩形晶格排列結(jié)構(gòu)，改變光子晶體中的一個(gè)硅柱半徑大小，從而引入點(diǎn)缺陷，并且移除光子晶體中兩條硅柱來實(shí)現(xiàn)兩條線缺陷波導(dǎo)；接收單元為設(shè)置在光子晶體線缺陷波導(dǎo)同一端的一對相同的半導(dǎo)體光功率探頭，整個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)選取如下：光子晶體晶格常數(shù)a=0.546μm，硅柱半徑r=0.104μm，分配器裝置長度為L=15μm，寬度為15μm，入射波長λ=1.55μm。?

如圖1所示結(jié)構(gòu)示意圖，子晶體中線缺陷波導(dǎo)1是在完整的矩形晶格光子晶體中去除一排硅柱得到，線缺陷波導(dǎo)2是除去點(diǎn)缺陷8右端部分硅柱得到的，輸入光波導(dǎo)從線缺陷波導(dǎo)1中輸入，遇到點(diǎn)缺陷后會發(fā)生耦合，一部分光會耦合到線缺陷波導(dǎo)2中，功率探頭3和功率探頭4為相同的半導(dǎo)體光功率探頭，用于測定線缺陷波導(dǎo)的輸出光功率。5為輸入光，6、7為經(jīng)過波導(dǎo)耦合后分別從波導(dǎo)1、2中輸出的光。?

基于二維光子晶體點(diǎn)缺陷可調(diào)諧光功率分配器的工作方法步驟：?

1、輸入光：本功率分配器選定的探測波長為1.55μm，此波長的激光器以及傳輸設(shè)備已經(jīng)發(fā)展的很成熟，并且是光通信中最常見的波長。