一种小型宽带、高鲁棒拓扑光子晶体耦合器件制造技术

本发明专利技术公开了一种小型宽带、高鲁棒拓扑光子晶体耦合器件。包括衬底、信号输入波导、拓扑光子晶体波导和模式耦合区域；信号输入波导，拓扑光子晶体波导和模式耦合区域均布置在衬底上；模式耦合区域通过鲁棒

【技术实现步骤摘要】
一种小型宽带、高鲁棒拓扑光子晶体耦合器件


[0001]本专利技术属于光通讯
的一种光子晶体耦合器件，尤其涉及一种小型基于鲁棒
‑
逆向设计的硫系宽带拓扑光子晶体模式耦合器件。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，随着社会的进步和发展，对于信息的需求提出了更高的要求，小型化与集成化成为了信息硬件领域的发展潮流。信号在传输过程中对于环境的要求却是极高，背向散射会显著地影响信号的传输质量和传输距离。其中拓扑光子晶体由于其独特的单项传输性质成为了人们发展的重点。
[0003]在拓扑光子晶体中，信号往往是以赝自旋的模式传输，但是传统的集成光路中，信号通常以单模信号的方式传输。这使得拓扑光子晶体无法直接与现行的集成光路相集成。传统的耦合器件主要通过渐变式光子晶体结构，这面临着器件占位面积大、低鲁棒性的缺点。
[0004]另外，不同于传统的近红外波段，中红外作为一个极具科学与工程价值的光学波段，它涵盖了大部分重要生物、化学分子的吸收指纹，并包含多个大气窗口，在生物化学传感、红外成像、空间通信、医疗和军事中起着至关重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型宽带、高鲁棒拓扑光子晶体耦合器件，其特征在于，包括：衬底(1)；信号输入波导(2)，布置在所述衬底(1)上；仅一个拓扑光子晶体(3)，布置在所述衬底(1)上；模式耦合区域(4)，所述模式耦合区域(4)布置在所述衬底(1)上，模式耦合区域(4)通过鲁棒
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逆向设计构建并连接在所述信号输入波导(2)和拓扑光子晶体(3)之间；TE0模式的信号从信号输入波导(2)输入，经过模式耦合区域(4)后被转换成赝自旋模式信号从拓扑光子晶体(3)输出；或者赝自旋模式的信号经拓扑光子晶体(3)输入，经过模式耦合区域(4)后被转换成TE0模式信号从信号输入波导(2)输出。2.根据权利要求1所述的一种小型宽带、高鲁棒拓扑光子晶体耦合器件，其特征在于，所述衬底(1)材质为二氧化硅，所述信号输入波导(2)和拓扑光子晶体(3)选用的材质均为硫系玻璃材料。3.根据权利要求1所述的一种小型宽带、高鲁棒拓扑光子晶体耦合器件，其特征在于，所述模式耦合区域(4)在立体空间中被划分成n*n个单元立方体，每个单元立方体仅具有空气或者硫系玻璃材料的两种可能的材料状态。4.根据权利要求1所述的一种小型宽带、高鲁棒拓扑光子晶体耦合器件，其特征在于：所述的模式耦合区域(4)通过鲁棒
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逆向设计方法，具体是采用以下方式优化确定：根据拓扑光子晶体(3)的赝自旋模式的信号输出功率和信号输入波导(2)的TE0模式的信号输入功率之间的比例建立以下目标函数：min(FOM0(ε(器件))
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1)式子中，FOM0表示耦合器件输出的拓扑光子晶体中赝自旋模式与输入的单模直波导中TE模式的电场绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尔平，林晓斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：