一种全光二极管器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种全光二极管器件，包括第一波长选择性元件、第二波长选择性元件以及设置在第一波长选择性元件和第二波长选择性元件之间的频率转换层，频率转换层为频率转换元件或频率转换材料，所述第一波长选择性元件可透过第一波长光，反射第二波长光，所述第二波长选择性元件可反射第一波长光，透过第二波长光，所述频率转换层用于将第一波长光为第二波长光。本实用新型专利技术的结构能实现对光路的正向导通和反向截止，有高的正反向光信号传输的导通/截止强度比，且结构简单，易于集成，制作周期短，成本低、信号光源波长频率可选择、可调控。

An all-optical diode device

【技术实现步骤摘要】
一种全光二极管器件
本技术涉及一种全光二极管器件。
技术介绍
全光二极管是一种能够实现光信号单向导通反向截止的集成光子器件，完全利用光与物质的相互作用来实现信号光束的单向导通、反向截止、及导通特性调控等功能，是构造集成光子回路、实现光信号调控和光计算的核心器件之一，在光通讯、光互联网络以及超快速信息处理等领域都具有非常重要的应用背景。如何有效增强全光二极管的单向透射性、光隔离度、波长转换范围等性能，一直是学者们研究的重点。现有技术中出现了一些全光二极管器件，但存在以下缺点：1、现有技术结构设计复杂，实现起来需要的设备昂贵，多处于实验阶段，制作工艺难，制作周期长，效率极低，导致器件成本极高，无法实现批量生产应用。2、现有技术的结构存在信号光的输入输出特性商不可调控，因此不具有信号传输的实用性，有效使用频率一般在能带边缘，信号导通截止性能不稳定。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术的不足，为此，提供一种全光二极管器件，包括第一波长选择性元件、第二波长选择性元件以及设置在第一波长选择性元件和第二波长选择性元件之间的频率转换层，所述频率转换层为频率转换元件和频率转换材料中的一种，所述第一波长选择性元件可透过第一波长光，反射第二波长光，所述第二波长选择性元件可反射第一波长光，透过第二波长光，所述频率转换件用于将第一波长光转换为第二波长光。进一步地，所述第一波长选择性元件、第二波长选择性元件为一维光子晶体、二维光子晶体、三维光子晶体、带通滤波光学薄膜的一种或数种。进一步地，频率转换元件为非线性光学晶体元件，频率转换材料为上转换发光材料、下转换发光材料中的一种或数种。进一步地，所述第一波长选择性器件、第二波长选择性器件均设置有基底，所述第一波长选择性元件、第二波长选择性元件附在基底。进一步地，所述基底的材料为耐高温的有机玻璃或塑料。进一步地，所述基底与波长选择器接触的一面的光洁度IV级，透光率93％以上。本技术的有益效果是：本技术的结构能实现对光路的正向导通和反向截止，有高的正反向光信号传输的导通/截止强度比，且结构简单，易于集成，制作周期短，成本低、信号光源波长频率可选择、可调控，因此其作为光开关器件，其信号控制、设定的自由度高，并且可以实现多路复用，传输信息容量大，数据保密性优。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术结构实施仿真图。图3为本技术结构实施示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。见图1，一种全光二极管器件，包括第一波长选择性元件1、第二波长选择性元件2以及设置在第一波长选择性元件1和第二波长选择性元件2之间的频率转换件3，所述第一波长选择性元件1可透过第一波长光，反射第二波长光，所述第二波长选择性元件2可反射第一波长光，透过第二波长光，所述频率转换件3用于将第一波长光转化为第二波长光，为频率转换元件或频率转换材料中的一种。本技术的全光二极管器件工作原理：光信号源向第一波长选择性元件发射特定波长的第一波长光，第一波长光可透过第一波长选择性元件经过频率转换层转成第二波长光，第二波长光从第二波长选择性元件透射出，当光信号源向第二波长选择性元件发射特定波长的第一波长光时由于第二波长选择性元件反射第一波长光，所以几乎无光从该元件中透射，这，样就实现了全光二极管器件的单向透射性。所述第一波长选择性元件1、第二波长选择性元件2均设置有基底，所述第一波长选择性元件1、第二波长选择性元件2附在基底4。所述基底4的材料为耐高温的有机玻璃或塑料。所述基底4与波长选择器接触的一面的光洁度IV级，透光率93％以上。优选地，所述第一波长选择性元件1、第二波长选择性元件2为一维光子晶体、二维光子晶体、三维光子晶体、带通滤波光学薄膜等光滤波器件中的一种或数种。当第二波长选择性元件为一维光子晶体、二维光子晶体、三维光子晶体、带通滤波光学薄膜等光滤波器件中的数种时，数种光滤波器采用光学胶与频率转换层贴合，除了光学胶贴合外，还可以通过真空镀，真空溅射和离子镀及化学气相沉积等镀膜方式复合或通过真空镀，真空溅射和离子镀及化学气相沉积等镀膜方式附在基底上的一面，基底的另一面通过光合胶与频率转换层贴合，基底的折射率与光合胶的折射率相近且不吸收第一波长光和第二波长光。优选地，所述频率转换元件为非线性光学晶体元件，频率转换材料为上转换发光材料、下转换发光材料中的一种或数种。所述频率转换材料为上转换发光材料、下转换发光材料中的数种时，数种材料之间通过光学胶混合而成。所述非线性光学晶体元件为BBO晶体、CLBO晶体、LBO晶体、KTP晶体、GTR-KTP晶体、RTP晶体、KTA晶体、BIB3O6晶体、LiNbO3晶体、MgO:LiNbO3晶体、LiIO3晶体或KD*P&KDP晶体,所述频率转换层通过光学胶与第一波长选择元件、第二波长选择元件粘合成一体，所述光学胶为有机硅胶与不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂或光固化胶组成的合成树脂透明胶粘剂，本技术中优先选用固化后折射率较高的环氧树脂、光固化胶。以下根据一个例子说明本技术实施的效果：根据以上结构，光信号源发射出波长为450nm的蓝光，光信号源从第一波长选择性元件入射光为正向，光信号源从第二波长选择性元件入射光为反向，第一波长选择性元件和第二波长选择性元件为基于光子晶体结构的特定波长选择器件为例，频率转换层可将波长450nm的蓝光信号转换成波长为660nm的红光信号，第一波长选择性元件反射波长为660nm的红光、同时透射波长为450nm的蓝光，第二波长选择性元件反射波长为450nm的蓝光、同时透射波长为660nm的红光。通过实验得到图2，从图2中，正向入射时，有光透过，反向入射时，光透过率几乎为零。光在介质中传播，当光强较弱时，介质光学性质的折射率或极化率是与光强无关的常量，光不改变介质的物理性质，光的传播遵循线性光学的规律。而当光强大小达到激光的强度时，光会与介质相互作用，改变介质如折射率和极化率等物理性质，产生高次谐波、光学混频、受激拉曼辐射等非线性光学效应。以下对频率转换层选用非线性系数较高的非线性光学晶体，通过倍频效应，达到频率转换的效果进行说明：倍频原理如下：频率ω1入射非线性光子晶体中，当满足相位匹配条件2k(ω1)＝k(ω2≡2ω1)时，能实现频率ω1→ω2的频率转换(其中k(ω1)为频率为ω1光子的频率，k(ω2)为倍频光子的坡率)。以负单轴晶体(no>ne，no为o光(寻常光)折射率，ne为e光(非常光)折射率)为例，倍频效应可通过两种相位匹配方式实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全光二极管器件，其特征在于：包括第一波长选择性元件、第二波长选择性元件以及设置在第一波长选择性元件和第二波长选择性元件之间的频率转换层，所述频率转换层为频率转换元件和频率转换材料中的一种，所述第一波长选择性元件可透过第一波长光，反射第二波长光，所述第二波长选择性元件可反射第一波长光，透过第二波长光，所述频率转换件用于将第一波长光转换为第二波长光。/n

【技术特征摘要】
1.一种全光二极管器件，其特征在于：包括第一波长选择性元件、第二波长选择性元件以及设置在第一波长选择性元件和第二波长选择性元件之间的频率转换层，所述频率转换层为频率转换元件和频率转换材料中的一种，所述第一波长选择性元件可透过第一波长光，反射第二波长光，所述第二波长选择性元件可反射第一波长光，透过第二波长光，所述频率转换件用于将第一波长光转换为第二波长光。


2.根据权利要求1所述的全光二极管器件，其特征在于，所述第一波长选择性元件、第二波长选择性元件为一维光子晶体、二维光子晶体、三维光子晶体、带通滤波光学薄膜的一种或数种。


3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭滨刚，
申请(专利权)人：深圳市光科全息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44