基于光子晶体非对易单向波导的高效率通道下路滤波器制造技术

一种基于光子晶体非对易单向波导的高效率通道下路滤波器，包括一个光子晶体下路波导和一个用以通过在上层的介质光子晶体中改变某个介质柱的半径而形成的光子晶体下路微腔，所述一个光子晶体下路微腔与一个光子晶体下路波导连接，所述高效率通道下路滤波器还包括一个用以控制光仅仅沿入射的方向流动传播而不会发生后向反射的光子晶体非对易单向波导，所述光子晶体非对易单向波导由在一种上层为一般介质光子晶体和下层为磁性光子晶体的界面形成，所述光子晶体下路微腔位于光子晶体非对易单向波导和光子晶体下路波导之间。本发明专利技术能提升下路效率、降低制作难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤通信的波分复用技术，尤其是一种通道下路滤波器。
技术介绍
目前的光纤通信系统广泛使用波分复用技术(WDM)，它能有效地利用光纤的带宽实现大容量、长距离光纤通信，能在用户分配系统中增加业务数量。在这些波分复用技术的应用中，为了充分利用十分宝贵的带宽资源，波长通道间隔变的越来越窄，信道数变得越来越多。这就要求多波长波分复用/解复用器的尺寸不仅要更小，而且也要易于集成。然而利用传统的硅平板回路或者光纤得到的多波长波分复用/解复用器的尺寸都在厘米量级左右，无法适应未来密集波分复用(DWDM)系统中光网络节点的需要。因此，怎样研制出尺寸更加微小且易于集成的多波长波分复用/解复用器是未来DWDM光通信系统中的重要研究方向。另一方面，目前光子晶体的研究已经成为集成光学研究的热点之一。这是因为光子晶体有很多优越的特性，例如光子带隙效应。利用这个特性，许多光通信器件被研究设计， 它们具有传统多波长波分复用/解复用器件所不具备的优越特性。在基于二维光子晶体的波分解复用器中，以光子晶体点缺陷共振构成的四端口和三端口结构已经被广泛研究。在这种结构中，用点缺陷的单模光子晶体共振微腔作为波长选择性元件使用。但这种结构为了提高下路效率，普遍需要两个点缺陷微腔直接或者间接相互作用实现高效率波长下路， 两个点缺陷微腔的共振波长对微腔的结构与其中介质折射率分布极其敏感，导致这些两光子晶体点缺陷微腔通道下路滤波器结构在现有光刻工艺条件下极难制作。为了克服这个缺点，采用单个光子晶体点缺陷微腔势在必行，但是采用单微腔结构理论上的下路效率只有不到50%，这无疑在器件使用中显得下路效率太低。因此，研究单微腔高效率通道下路滤波器是未来WDM光网络器件的重要研究内容。
技术实现思路
为了克服已有单微腔高效率通道下路滤波器的下路效率较低、制作难度较大的不足，本专利技术提供一种提升下路效率、降低制作难度的基于光子晶体非对易单向波导的高效率通道下路滤波器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于光子晶体非对易单向波导的高效率通道下路滤波器，包括一个光子晶体下路波导和一个用以通过在上层的介质光子晶体中改变某个介质柱的半径而形成的光子晶体下路微腔，所述一个光子晶体下路微腔与一个光子晶体下路波导连接，所述高效率通道下路滤波器还包括一个用以制光仅仅沿入射的方向流动传播而不会发生后向反射的光子晶体非对易单向波导，所述光子晶体非对易单向波导由在一种上层为一般介质光子晶体和下层为磁性光子晶体的界面形成，所述光子晶体下路微腔位于光子晶体非对易单向波导和光子晶体下路波导之间。进一步，所述下层由二维光子晶体由沿X和y方向方形晶格排列的磁性介质圆柱构成。再进一步，所述上层为高折射率氧化铝圆柱方形排列在空气中的光子晶体。更进一步，所述光子晶体下路波导通过在上层的介质光子晶体中去除一行介质柱而形成。本专利技术的有益效果主要表现在能够实现光子晶体单点缺陷微腔高效率通道下路，结构简单，较以前的光子晶体点缺陷微腔结构更易于制作，能够实现未来光网络中光子集成回路器件的滤波、路由、开关、调制以及波分复用/解复用等功能。通过设置光子晶体晶格常数的大小，可以自由选定某个共振波长(频率)在通信窗口 1550nm。附图说明图1为一种光子晶体非对易单向波导。图2为图1光子晶体非对易单向波导和光子晶体下路微腔及波导构成的高效率通道下路滤波器结构。图3为该高效率通道下路滤波器的传输强度谱。图4为在某个波长(频率)位置时，该通道下路滤波器稳态光波传播模式图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1 图4，一种基于光子晶体非对易单向波导的高效率通道下路滤波器，包括一个光子晶体下路波导1和一个用以通过在上层的介质光子晶体中改变某个介质柱的半径而形成的光子晶体下路微腔2，所述一个光子晶体下路微腔2与一个光子晶体下路波导1连接，所述高效率通道下路滤波器还包括一个用以制光仅仅沿入射的方向流动传播而不会发生后向反射的光子晶体非对易单向波导3，所述光子晶体非对易单向波导3由在一种上层4为一般介质光子晶体和下层5为磁性光子晶体的界面形成，所述光子晶体下路微腔2位于光子晶体非对易单向波导3和光子晶体下路波导1之间。所述下层5由二维光子晶体由沿χ和y方向方形晶格排列的磁性介质圆柱构成。 所述上层4为高折射率氧化铝圆柱方形排列在空气中的光子晶体。所述光子晶体下路波导 1通过在上层的介质光子晶体中去除一行介质柱而形成。图1为本专利技术的光子晶体非对易单向波导结构示意图。这种光子晶体非对易单向波导下层的二维光子晶体由沿X和y方向方形晶格排列的磁性介质圆柱构成，圆柱沿与纸面垂直的ζ方向放置，周围为空气介质。如图1所示，相邻两介质圆柱中心之间的距离称为晶格常数，长度为a。介质圆柱的半径为r。在ζ方向施加直流磁场将会产生强烈的旋磁各本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于光子晶体非对易单向波导的高效率通道下路滤波器，包括一个光子晶体下路波导和一个用以通过在上层的介质光子晶体中改变某个介质柱的半径而形成的光子晶体下路微腔，所述一个光子晶体下路微腔与一个光子晶体下路波导连接，其特征在于：所述高效率通道下路滤波器还包括一个用以制光仅仅沿入射的方向流动传播而不会发生后向反射的光子晶体非对易单向波导，所述光子晶体非对易单向波导由在一种上层为一般介质光子晶体和下层为磁性光子晶体的界面形成，所述光子晶体下路微腔位于光子晶体非对易单向波导和光子晶体下路波导之间。

【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体非对易单向波导的高效率通道下路滤波器，包括一个光子晶体下路波导和一个用以通过在上层的介质光子晶体中改变某个介质柱的半径而形成的光子晶体下路微腔，所述一个光子晶体下路微腔与一个光子晶体下路波导连接，其特征在于所述高效率通道下路滤波器还包括一个用以制光仅仅沿入射的方向流动传播而不会发生后向反射的光子晶体非对易单向波导，所述光子晶体非对易单向波导由在一种上层为一般介质光子晶体和下层为磁性光子晶体的界面形成，所述光子晶体下路微腔位于光子晶体非对易单向波导...

【专利技术属性】
技术研发人员：任宏亮，温浩，覃亚丽，刘恺，吴哲夫，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86