[發明專利]基于光子晶體十字波導的雙路反相光學時鐘信號發生器

有效

• 申請號: 201610086342.9
• 申請日: 2016-02-15
• 公開（公告）號: CN105572920B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 歐陽征標;吳昌義;金鑫
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G02F1/095
• 分類號: G02F1/095;G02B6/122
• 代理公司: 深圳力拓知識產權代理有限公司 44313
• 代理人: 龔健

本發明公開了一種基于光子晶體十字波導雙路反相光學時鐘信號發生器，包括一個具有TE禁帶的光子晶體十字波導；發生器還包括一個輸入端(1)、三個輸出端(2、3、4)，背景硅介質柱(5)、等腰直角三角形缺陷介質柱(6)和缺陷介質柱(7)，發生器還包括一個提供偏置磁場的電磁鐵(8)和一個矩形波電流源(10)；光子晶體十字波導的左端為輸入端(1)，輸出端(2、3、4)分別位于光子晶體十字波導的下端、右端、上端；缺陷介質柱(7)位于十字波導中心交叉處；光子晶體波導由端口(1)輸入TE載波光，再從端口(2)和端口(4)輸出兩路相位相反的光學時鐘信號。本發明結構體積小，便于集成，可以短程高效地實現TE光雙路反相光學時鐘信號發生器。

技術領域

本發明涉及雙路反相光學時鐘信號發生器,尤其涉及一種光子晶體十字波導雙路反相光學時鐘信號發生器。

背景技術

傳統的占空比可調及互為邏輯非的雙路光學時鐘信號發生器應用的是幾何光學原理，因此體積都比較大，無法用于光路集成中。磁光材料與新型光子晶體的結合導致提出了許多光子器件，其最主要的性質是電磁波在偏置磁場下表現出的旋磁非互易性，使磁性光子晶體不僅具有旋光特性，還有著更大的傳輸帶寬和更高的傳播效率。以光子晶體為基礎可以制作微小的器件，包括雙路反相光學時鐘信號發生器。雙路反相光學時鐘信號發生器的光子晶體波導光路一般在光子晶體中引入線缺陷來構建。光學時鐘是光通信、光學邏輯器件、光學信息處理系統、光學計算的重要部件，具有廣泛應用價值，緊湊型光學時鐘發生器是集成廣利芯片的重要部件。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種結構體積小，高效短程便于集成的光子晶體十字波導雙路反相光學時鐘信號發生器。

發明的目的通過下述技術方案予以實現。

本發明基于光子晶體十字波導雙路反相光學時鐘信號發生器，包括一個具有TE禁帶的光子晶體十字波導；所述發生器還包括一個輸入端1，三個輸出端2、3、4，背景硅介質柱5、等腰直角三角形缺陷介質柱6和缺陷介質柱7，所述發生器還包括一個提供偏置磁場的電磁鐵(8)和一個矩形波電流源(10)；所述光子晶體十字波導的左端為輸入端1，所述輸出端2、3、4分別位于光子晶體十字波導的下端、右端、上端；所述缺陷介質柱7位于十字波導中心交叉處；所述4個等腰直角三角形缺陷介質柱6分別位于十字波導交叉的四個拐角處；所述光子晶體波導由端口1輸入TE光，再從端口2和端口4輸出兩路相位相反的光學時鐘信號。

所述發生器進一步包括導線9；所述電磁鐵8的一端與個矩形波電流源10的一端相連接；所述電磁鐵8的另一端通過導線9與矩形波電流源10的另一端相連接，該電磁鐵8提供的偏置磁場的方向隨時間做周期變化。

所述光子晶體為二維正方晶格光子晶體。

所述光子晶體由高折射率材料和低折射率材料組成；所述高折射率材料為硅或折射率大于2的介質；所述低折射率介質為空氣或折射率小于1.4的介質。

所述T型波導為光子晶體中移除中間一橫排和中間一豎排介質柱后的結構。

所述T型波導交叉拐角處的背景介質柱5刪除一個角以形成等腰直角三角形缺陷介質柱。

所述背景硅介質柱5的形狀為正方形。

所述正方形硅介質柱以介質柱軸線z軸方向逆時針旋轉41度。

所述等腰直角三角形缺陷介質柱6為三角柱型。

所述缺陷介質柱7為鐵氧體方柱，其形狀為正方形，該鐵氧體方柱的磁導率為各向異性，且受偏置磁場的控制，偏置磁場方向沿著鐵氧體方柱的軸線方向。

本發明與現有技術相比具有以下的優點：

(1)結構體積小，時間響應快，光傳輸效率高，適合大規模光路集成；