The invention belongs to the technical field of optical communication, photonic crystal waveguide coupler relates to a two-dimensional silicon terahertz frequency, the main structure includes input, output and transmission area, wherein the input area includes two-dimensional silicon, input coupling port, input, input element area gradient scattering region, scattering invariant input area scattering element element the input area gap, coupled microcavity and waveguide transmission input area, area including the transmission area of scatterer transmission area scattering element gap, coupled cavity waveguide transmission area and transmission area, output area including the output area and output area of scatterer scatterer space, output waveguide and the output port; the structure has the advantages of small volume, strong stability. Light coupling and high transmission efficiency, mature processing technology, can be widely used in laser, nonlinear optics and terahertz communication field.
【技术实现步骤摘要】
一种二维硅基太赫兹频域的光子晶体波导耦合器
:本专利技术属于光通信
,涉及一种新型硅基光子晶体波导耦合器,特别是一种输入区带有提高耦合效率转换器的,并具有极好慢光效应、高效率稳定传输的,并且可实现多种功能的二维硅基太赫兹频域的光子晶体波导耦合器。
技术介绍
:太赫兹波(THz,1012赫兹)具有很多优点:它穿透性强,能够低损耗透过电介质及非极性物体,使得它能够对硅和陶瓷等非透明介质透视成像;太赫兹波是浓烟、沙尘等低可见度情况下成像的理想光源,在火灾救护、沙漠、雾霾天气等场合具有广泛的应用前景;太赫兹波的相对能量较低,不会产生光致电离,可放心应用于生物样品的检测和旅客的安检等方面;太赫兹波光谱分辨力强,可以传输许多不同的光谱信息;太赫兹波还具有瞬态性、宽带性及相干性,可以很好地抑制远红外背景噪声的干扰,为通信载体提供保障、实现超高的测量信噪比等优点。因此,太赫兹技术作为一种崭新的迅速成长的科学引起了很多领域的瞩目,尤其是在物理学、化学、天文学、环境科学、气体探测、生物医学检测、通信等学科领域展示出巨大的应用前景。硅材料不仅对太赫兹透明,而且因为硅材料的相对折射率高(n=3.5),原料材料丰富,光电性能稳定性和可靠性高,加工工艺技术成熟,不含有毒元素,不对环境造成污染,市场接受程度高等因素,硅基的太赫兹波导被广泛采用。硅基的太赫兹频域光子晶体结构的另一优点是便于加工,现在硅结构加工的精度已达到20nm,而太赫兹的波长是300μm。现有硅基太赫兹频域的光子晶体波导结构有:多膜干涉波导、线缺陷波导、耦合腔波导、分束器、弯曲波导、定向耦合波导等等,这些波导结构 ...
【技术保护点】
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 ...
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员:万勇,李长红,高竞,姜澄溢,徐胜,
申请(专利权)人:青岛大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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