基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，包括一个具有TE禁带的光子晶体T型波导；调制器还包括一个输入端(1)、两个输出端(2、3)、背景硅介质柱(4)、等腰直角三角形缺陷介质柱(5)和缺陷介质柱(6)调制器还包括一个提供偏置磁场的电磁铁(7)、一个调制电流源(9)和一个调制信号(10)；光子晶体T型波导的左端为输入端(1)，输出端(2、3)分别位于光子晶体T型波导的右端、上端；缺陷介质柱(6)位于T型波导中心交叉处；4个等腰直角三角形缺陷介质柱(5)分别位于T型波导交叉的四个拐角处；光子晶体波导由端口(1)输入TE载波光，再从端口(3)输出调幅光。本发明专利技术可以高效实现光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种调制器，尤其涉及一种基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器。
技术介绍
传统的光学调制器一般利用晶体的电光效应来实现对光的调制，需要有一个微波调制信号，一块电光晶体，一个干涉结构，如马赫-曾德干涉结构等。由于电光晶体的电光系数的限制，需要采用几何尺寸比较长的电光晶体，这样使得光学调制器的体积较大，只能用在传统光学器件中，无法集成到光学芯片中。光调制器是在整体光通信的光发射、传输、接收过程中用于控制光强度的关键器件，也是最重要的集成光学器件之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构体积小，高效短程便于集成的光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。本专利技术基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，包括一个具有TE禁带的光子晶体T型波导；所述调制器还包括一个输入端1，两个输出端2、3，背景硅介质柱4，等腰直角三角形缺陷介质柱5和缺陷介质柱6，所述调制器还包括一个提供偏置磁场的电磁铁、一个调制电流源和一个调制信号；所述光子晶体T型波导的左端为输入端1，所述输出端2、3分别位于光子晶体T型波导的右端、上端；所述缺陷介质柱6位于T型波导中心交叉处；所述4个等腰直角三角形缺陷介质柱5分别位于T型波导交叉的四个拐角处；所述光子晶体波导由端口1输入TE载波光，端口3输出调幅光。所述调制器进一步包括导线8；所述电磁铁7的一端与调制电流源9的负极相连接；所述电磁铁7的另一端通过导线8与调制电流源9的正极相连接；所述调制电流源9与调制信号10相连接。所述光子晶体为二维正方晶格光子晶体。所述光子晶体由高折射率材料和低折射率材料组成；所述高折射率材料为硅或折射率大于2的介质；所述低折射率介质为空气或折射率小于1.4的介质。。所述T型波导为光子晶体中移除中间一横排和中间一竖排介质柱后的结构。所述T型波导交叉拐角处的4个背景介质柱各删除一个角以形成等腰直角三角形缺陷介质柱，该等腰直角三角形缺陷介质柱5为三角柱型。所述背景硅介质柱4的形状为正方形。所述正方形硅介质柱以介质柱轴线z轴方向逆时针旋转41度。所述缺陷介质柱6为铁氧体方柱，其形状为正方形，所述铁氧体方柱的磁导率为各向异性，且受偏置磁场的控制，偏置磁场方向沿着铁氧体方柱的轴线方向。所述所述端口2与端口3成直角布局，端口3为调制输出端口。本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：(1)结构体积小，时间响应快，光传输效率高，适合大规模光路集成；(2)可以短程高效地实现TE载波光波信号调制器，，便于集成，具有极大的实用价值；(3)应用光子晶体可等比例缩放的特性，通过等比例改变晶格常数的方法，可以实现不同波长光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的功能；(4)高对比度、高隔离度，同时还具有较宽的工作波长范围，可以允许有一定频谱宽度的脉冲，或高斯光，或不同波长的光工作，或多个波长的光同时工作，具有实用意义。附图说明图1是本专利技术基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的一种结构示意图。图中：输入端1输出端2输出端3背景硅介质柱4等腰直角三角形缺陷介质柱5缺陷介质柱6图2是本专利技术基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的另一种结构示意图。图中：电磁铁7导线8调制电流源9调制信号10图3是本专利技术基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器结构参数分布图。图4是本专利技术基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的偏置磁场正弦波形图。图5是本专利技术基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器在一个周期内随偏置磁场变化时磁导率μ，k的值的关系图。图6是本专利技术基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的调制曲线图。图7(a)是实施例1中光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的调制曲线图。图7(b)是实施例1中光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的调制灵敏度图。图8(a)是实施例2中光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的调制曲线图。图8(b)是实施例2中光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的调制灵敏度图。图9(a)是实施例3中光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的调制曲线图。图9(b)是实施例3中光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的调制灵敏度图。图10(a)、(b)是本专利技术光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的光场分布示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的结构示意图(删除偏置电路和偏置线圈)，包括一个具有TE禁带的光子晶体T型波导，该调制器还包括一个输入端1、，两个输出端2、3、背景硅介质柱4、等腰直角三角形缺陷介质柱5和缺陷介质柱6；本器件初始信号光从左方端口1入射，端口2和端口3输出光波；光子晶体T型波导的左端为输入端1，端口2、3分别位于光子晶体T型波导的右端、上端，该端口2与端口3成直角布局；；光子晶体波导由端口1输入TE载波光，再从端口3输出调幅光；背景硅介质柱4的形状为正方形，光轴方向垂直纸面向外，等腰直角三角形缺陷介质柱5为，T型波导交叉拐角处的4个背景介质柱各删除一个角以形成等腰直角三角形缺陷介质柱，该等腰直角三角形缺陷介质柱5为三角柱型，4个等腰直角三角形缺陷介质柱5分别位于T型波导交叉的四个拐角处，光轴方向与背景介质柱相同，缺陷介质柱6述缺陷介质柱为铁氧体方柱，其形状为正方形，其位于T型波导中心交叉处，光轴方向垂直纸面向外；该铁氧体方柱的磁导率为各向异性，且受偏置磁场的控制，偏置磁场方向沿着铁氧体方柱的轴线方向。如图2所示，本专利技术的光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器的结构示意图(含有偏置电路和偏置线圈)，调制器包括一个提供偏置磁场的电磁铁7(电磁铁线圈)，一个调制电流源9和一个与调制信号10，调制器还包括导线8；电磁铁7的一端与调制电流源9的负极相连接；电磁铁7的另一端通过导线8与调制电流源9的正极相连接；调制电流源9与调制信号10相连接。本专利技术调制器如图1和图3所示采用笛卡尔直角坐标系：x轴正方向为水平向右；y轴正方向为竖直向上；z轴正方向为垂直于纸面向外。如图3所示，本器件的相关参数为：d1＝a(晶格常数)d2＝0.3a(正方形硅柱边长)d3＝0.2217a(正方形缺陷介质柱边长)d4＝0.3a(等腰直角三角形缺陷柱腰长)d5＝1.2997a(等腰直角三角形缺陷柱斜边到正方形缺陷介质柱中心的距离)d6＝1.577a(波导宽长)本专利技术的光子晶体为正方晶格，晶格常数为a，介质柱边长为0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，其特征在于，包括一个具有TE禁带的光子晶体T型波导；所述调制器还包括一个输入端(1)、两个输出端(2、3)、背景硅介质柱(4)、等腰直角三角形缺陷介质柱(5)和缺陷介质柱(6)，所述调制器还包括一个提供偏置磁场的电磁铁(7)、一个调制电流源(9)和一个调制信号(10)；所述光子晶体T型波导的左端为输入端(1)；所述两个输出端(2、3)分别位于光子晶体T型波导的右端、上端；所述缺陷介质柱(6)位于T型波导中心交叉处；所述4个等腰直角三角形缺陷介质柱(5)分别位于T型波导交叉的四个拐角处；所述光子晶体波导由端口(1)输入TE载波光，再从端口(3)输出调幅光。

【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，其特征在于，包括一个具有TE禁
带的光子晶体T型波导；所述调制器还包括一个输入端(1)、两个输出端(2、3)、背景硅介质
柱(4)、等腰直角三角形缺陷介质柱(5)和缺陷介质柱(6)，所述调制器还包括一个提供偏置
磁场的电磁铁(7)、一个调制电流源(9)和一个调制信号(10)；所述光子晶体T型波导的左端
为输入端(1)；所述两个输出端(2、3)分别位于光子晶体T型波导的右端、上端；所述缺陷介
质柱(6)位于T型波导中心交叉处；所述4个等腰直角三角形缺陷介质柱(5)分别位于T型波
导交叉的四个拐角处；所述光子晶体波导由端口(1)输入TE载波光，再从端口(3)输出调幅
光。
2.按照权利要求1所述的基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，其特征在于：
所述调制器进一步包括导线(8)；所述电磁铁(7)的一端与调制电流源(9)的负极相连接；所
述电磁铁(7)的另一端通过导线(8)与调制电流源(9)的正极相连接；所述调制电流源(9)与
调制信号(10)相连接。
3.按照权利要求1所述的基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，其特征在于：
所述光子晶体为二维正方晶格光子晶体。
4.按照权利要求1所述的基于光子晶体T型波导的直角输出磁光调制器，其特征在于：
所述光子晶体由...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳征标，吴昌义，金鑫，
申请(专利权)人：欧阳征标，
类型：发明
国别省市：广东;44