本发明专利技术公开了一种光子晶体TE-偏振分离器，它包括一个具有完全禁带的光子晶体波导，所述光子晶体波导的输入端输入任意偏振方向的入射波入射到该偏振分离器后，TE波从该偏振分离器的输出端输出，而TM波从该偏振分离器的输入端反射回去。本发明专利技术结构体积小，偏振度高，光传输效率高，便于集成而且高效，适合大规模光路集成，可以实现不同波长偏振分束的功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微小光学偏振分离器领域，尤其涉及一种基于光子晶体技术的微小光学偏振分离器。
技术介绍
传统的偏振分离器体积大，无法用于光路集成中。以光子晶体为基础可以制作微小的器件，包括偏振分离器。目前有两种做法ー种是利用ー块具有TE禁带和TM导带或TM禁带和TE导带的光子晶体来实现波的偏振分离。这种偏振分离器，由于其透过率和 偏振度较差，并且难以集成到其它光子晶体器件中，只能作为单一光子晶体器件使用在传统光学波导中。另ー种是通过长程耦合波导，利用波导之间周期性耦合和奇偶态变化的方法，设计不同的相对耦合长度把不同偏振态的光波耦合到不同的波导。通过这两种方法所得到的偏振分离器，虽然其体积比传统的偏振分离器小了很多，但还是显得比较大。
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，提供一种高效短程便于集成的光子晶体通TE-偏振分离器。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现。本专利技术的光子晶体波导TE-偏振分离器，包括ー个具有完全禁带的光子晶体波导，所述光子晶体波导的输入端输入任意偏振方向的入射波到该偏振分离器后，TE波从该偏振分离器的输出端输出，而TM波从该偏振分离器的输入端反射回去。所述的光子晶体波导中设置有波导缺陷介质柱，该波导缺陷介质柱中的e光折射率大于O光折射率，且波导缺陷介质柱的光轴平行于光子晶体波导平面并与波的转播方向正交。所述的波导缺陷介质柱数量为I根或2根或3根或4根或5根或6根。所述的光子晶体波导为ニ维光子晶体波导，包括碲介质ニ维光子晶体波导，蜂窝结构ニ维光子晶体波导，孔状三角晶格ニ维光子晶体波导，各种非规则形状ニ维光子晶体波导。所述的光子晶体波导为所述光子晶体中移除I排或2排或3排或4排介质柱后的结构。所述的光子晶体波导平面垂直于所述光子晶体中的介质柱的轴线。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，偏振度高，光传输效率高，适合大規模光路集成；(2)本专利技术在短程通过两个点缺陷就可以完全实现偏振分离功能，便于集成而且高效； (3)本专利技术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，来实现不同波长偏振分束的功能。附图说明图I是本专利技术使用的Tellurium光子晶体波导器件结构示意图光子晶体波导器件初始信号光从左方端ロ “I”入射，端ロ “2”输出TE光波。“3”为背景締介质柱，光轴方向垂直纸面向タト，其半径为“4”为方形缺陷介质柱，光轴方向与纸面平行并且与纸面的水平轴垂直，所述方形缺陷介质柱的横截面的边长为I.=OiTJfl-其位置中心与所删除背景介质柱的各个圆心相同。 图2是本专利技术光子晶体TE-偏振分离器随介质柱大小变化的右通道TE、TM光强分布图。图3是本专利技术光子晶体TE-偏振分离器随介质柱大小变化的右通道TE光消光比。图4是本专利技术光子晶体TE-偏振分离器，波导中的光波随方形点缺陷大小变化的偏振度。图5是本专利技术光子晶体TE-偏振分离器在禁带频率范围内的消光比。图6是本专利技术光子晶体TE-偏振分尚器在禁带频率范围内的偏振度。图7是TE分量分布模拟图。图8是TM分量分布模拟图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进ー步的描述。本专利技术的原理介绍和具体实施方式中的介质材料均以碲介质柱为例。碲是ー种正单轴晶体，其O光折射率为/ 。=4. 8，e光折射率为'=6. 2.，当e光轴与介质柱轴同向吋，通过平面波展开发可以得到其光子禁带。当光子晶体为正方晶格，晶格常数为<3,半径为0.3568 ◎时，其光子禁带为3. 928至4. 550(^/2f!C ),其中间的任何频率的光波将被限制在波导中。本专利技术通过在上述波导中引入点缺陷，使点缺陷针对不同偏振态的光波的等效折射率不同，继而确定符合单偏振态全反射，同时另ー偏振态全透射的点缺陷參数。将这些不同规格的点缺陷应用到不同偏振态波导的端面附近，就可以实现不同偏振态光波的分离。如图I所示，本专利技术所使用碲介质波导需要删除两行或两列介质柱而形成导光波导，其宽度为[= ,为波导两边介质柱圆心之间的间距，其中fl为所述的光子晶体的晶格常数。光子晶体中的背景碲介质柱半径if本说明中使用笛卡尔直角坐标系轴正方向在纸面内水平向右;ァ轴正方向在纸面内竖直向上ダ轴正方向垂直于纸面向外。点缺陷的等效折射率为 ::篇_ # fQ麵本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种光子晶体波导TE-偏振分离器，包括ー个具有完全禁带的光子晶体波导，其特征在于所述光子晶体波导的输入端输入任意偏振方向的入射波入射到该偏振分离器后，TE波从该偏振分尚器的输出端输出，而TM波从该偏振分尚器的输入端反射回去。2.按照权利要求I所述的光子晶体波导TE-偏振分离器，其特征在于所述的光子晶体波导中设置有波导缺陷介质柱，该波导缺陷介质柱中的e光折射率大于0光折射率，且波导缺陷介质柱的光轴平行于光子晶体波导平面并与波的转播方向正交。3.按照权利要求2所述的光子晶体波导TE-偏振分离器，其特征在于所述的波导缺陷介...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳征标，金鑫，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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