[發明專利]三頻點光子晶體濾波器

無效

• 申請號: 201210114732.4
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102636842A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 李勝;張青;謝強;羅向陽;周瑞山;陽元江;劉劍林;羅彥軍;李吉云;韓玉成
• 申請（專利權）人: 中國振華集團云科電子有限公司
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G02B6/122
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光子晶體應用技術領域，具體涉及一種三頻點光子晶體濾波器。

背景技術

光子晶體是一種介電常數空間周期性變化、晶格常數可與光波長相比且具有光子帶隙結構，能控制光子傳播狀態的新型人工材料。光子晶體的基本特征是具有光子禁帶，頻率落在禁帶中的電磁波是禁止傳播的。光子晶體的另一個主要特征是光子局域，如果在光子晶體的周期性結構中摻入雜質或引入某種缺陷，那么和缺陷頻率相吻合的光子將被局域在缺陷位置。

光子晶體微腔就是破壞光子晶體周期結構的點缺陷。由于頻率位于光子晶體全方向禁帶的光被完全約束在微腔中，光子晶體微腔的品質因數理論上可以做到很高；而且通過結構和參數設計，可以改變微腔的諧振頻率和模式。因此，光子晶體微腔是一個理想的選頻、濾波器件。

以二維方格光子晶體為例，去掉中間的一排散射柱，得到二維方形光子晶體波導。該波導具有卓越的導光性能。在光子晶體波導結構中，拿掉一個介質柱，形成一個既包含線缺陷波導又包含點缺陷微腔的結構，就構成利用光子晶體微腔的選頻特性和光子晶體波導的導光特性光子晶體上/下載濾波器。

光子晶體點缺陷形成的微腔存在共振頻率，在共振頻率處，微腔和附近的波導的藕合最強，波導中頻率等于微腔共振頻率的光波的能量能被“下載”到了微腔里面。輸入脈沖中的特定光波的能量被下載到微腔中。由于發生共振，波導與微腔間的能量轉移效率可以達到很高。考慮與下載相反的過程，將寬頻脈沖源加在諧振腔處，頻率為微腔諧振頻率的光能量被上載到光子晶體波導中，并沿波導傳播至輸出口。

光子晶體微腔從波導中下載光的頻率和帶寬直接由微腔的頻率和帶寬決定。如果微腔與波導耦合弱，則微腔的品質因數高，用此結構上下載濾波的光信號帶寬就窄；但由于共振耦合，上下載的效率仍然很高。但普通型光子晶體上下載濾波器只能上下載一個頻點，不能滿足同時上下載多頻點的要求。

發明內容

本發明提供一種三頻點光子晶體形濾波器，能夠滿足同時上下載多頻點的要求。

本發明的技術方案：一種三頻點光子晶體濾波器，包括光子晶體，線缺陷波導，還包括在光子晶體結構中去除三個介質柱形成的點缺陷微腔。

所述點缺陷微腔成型。

所述點缺陷微腔成型。

所述點缺陷微腔成型。

所述點缺陷微腔成型。

所述線缺陷波導為去除中間一排介質柱形成的直線型波導。

本發明的技術效果：普通型的光子晶體濾波器的點缺陷微腔一般是去除一個介質柱形成的點狀缺陷，只能上下載一個頻點，本發明通過去除三個介質柱形成4種L狀缺陷和去除一排介質柱形成直線型線缺陷波導相配合的濾波器，能夠同時上下載多個頻點，可廣泛應用于多載波通信系統及多頻點頻率監測系統中，相對單載波系統而言，多載波系統具有頻譜效率高、靈活性強以及復雜度低等特點。

附圖說明

圖1為本發明型結構示意圖；

圖2為本發明型微腔頻譜圖；

圖3為本發明型結構示意圖；

圖4為本發明型微腔頻譜圖；

圖5為本發明型結構示意圖；

圖6為本發明型微腔頻譜圖；

圖7為本發明型結構示意圖；

圖8為本發明型微腔頻譜圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

實施例1

如圖1所示，設計的光子晶體周期為100微米，選擇太赫茲頻段損耗小、一致性好的單晶高阻硅為介質材料，其折射率為3.417，光子晶體硅介質柱3半徑為18微米，背景材料為空氣，光子晶體的線缺陷波導1為去除一排介質柱3形成的直線型缺陷，寬度為200微米；光子晶體的點缺陷微腔2為去除三個介質柱3形成的型缺陷；如圖2所示，此型三頻點光子晶體濾波器同時下載了三個頻點，分別是1.035THz、1.158THz和1.266THz。

實施例2

如圖3所示，設計的光子晶體周期為100微米，選擇太赫茲頻段損耗小、一致性好的單晶高阻硅為介質材料，其折射率為3.417，光子晶體硅介質柱3半徑為18微米，背景材料為空氣，光子晶體的線缺陷波導1為去除一排介質柱3形成的直線型缺陷，寬度為200微米；光子晶體的點缺陷微腔2為去除三個介質柱3形成的型缺陷；如圖4所示，此型三頻點光子晶體濾波器同時下載了三個頻點，分別是1.017THz、1.155THz和1.317THz。

實施例3