CN102298172A - 基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器及工作方法 - Google Patents

基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器及工作方法 Download PDF

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张礼朝
梁斌明
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Abstract

本发明涉及一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器及工作方法，线缺陷波导是在完整的矩形晶格光子晶体中去除一排硅柱形成的，点缺陷为改变光子晶体中的一个硅柱半径r的点，入射光从第一线缺陷波导入射后，部分入射光会通过点缺陷耦合到第二线缺陷波导中，所述光功率探测器作为光接收单元位于两线缺陷波导通道的端口。整个光功率分配器结构非常简单，体积小巧，性能稳定可靠，只需要通过改变整个光子晶体的温度就可以调节两个输出端的光功率比值，从而实现光功率的可调谐功能。

Description

基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器及工作方法
技术领域
本发明涉及一种光功率分配装置，特别涉及一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器。
背景技术
光子晶体的概念最早是在1987年提出的，光子晶体是一种折射率呈空间周期性变化的新型微结构材料，其最基本的特性就是具有光子禁带。频率在光子禁带频率内的光不能在光子晶体中传播。当在光子晶体中引入缺陷时，光子禁带中会出现一个缺陷模，使原本不能在光子晶体中传播的光能在缺陷中传播，这就形成了光子晶体波导。利用光子晶体的这种禁带特性可以设计制作各种光学集成器件,如新型波导、新型波长选择滤波器和光子晶体耦合器，光开关，光分功率器
光功率分配器在通信领域有很广泛的应用与研究。光纤城域网、光纤到户(FTTH)及光纤CATV的逐步普及应用,使得光功率分配器的市场需求越来越大。市场上已经存在多种光功率分配器,这些产品的工作原理可能不同,但性能却与光纤熔融拉锥型器件基本类似。无论是光纤型或是其它类型光功率分配器,现在都只能提供固定的分光比。随着电信业务的发展,需要采用分光比可调的光功率分配器的场合越来越多，对可调范围也要求越来越大，可调光功率器再FTTH中具有独特的优势，可调光功率分配器对多变的FTTH市场,具有很强的针对性。它可以通过改变自身的功率分配因素,动态地为各用户端设备分配光功率。这样可以更好地提高网络配置的灵活性,充分利用光功率资源,提高网络的可靠性,降低投资风险。
发明内容
本发明是针对现在光功率分配器只能提供固定分光比的问题，提出了一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器及工作方法，具有可调谐功能，只通过改变整个光子晶体的温度就可以控制出射光功率的分配。当光子晶体温度发生变化时，硅的热光系数为1.86×10-4/℃，光子晶体硅柱的折射率也会发生相应的改变，点缺陷的耦合效果会发生很大的变化，两输出端的光功率也会发生很大的变化，从而实现了通过温度来控制光功率分配的目的。
本发明的技术方案为：一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器，所述光功率分配器包括二维光子晶体、点缺陷、线缺陷波导和光功率探测器，所述线缺陷波导是在完整的矩形晶格光子晶体中去除一排硅柱形成的，所述点缺陷为改变光子晶体中的一个硅柱半径r的点，入射光从第一线缺陷波导入射后，部分入射光会通过点缺陷耦合到第二线缺陷波导中，所述光功率探测器作为光接收单元位于两线缺陷波导通道的端口。
所述的二维光子晶体为圆形硅介质柱按照矩形晶格排列结构。
一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器工作方法，包括基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器，具体工作方法步骤如下：
1）、输入光：选定的探测波长为1.55μm；
2）、分光过程：第一步：输入光从第一线缺陷波导入射后，当光传输到点缺陷附近时，有一部分光耦合到第二线缺陷波导中，光功率探测器接收两线缺陷波导光能量，第二步：改变整个光子晶体的温度，重复步骤二；第三步：光功率探测器测定出输出光功率；
3）、公式计算分光比：两通道的分光比为                                                
Figure 415767DEST_PATH_IMAGE002
，y为两通道光功率的比值，x为整个光子晶体的温度，光子晶体的温度已知，就能够得出两通道的光功率比值，从而得出两通道具体的光功率大小。
本发明的有益效果在于：本发明基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器及工作方法，整个光功率分配器结构非常简单，体积小巧，性能稳定可靠，只需要通过整个光子晶体的温度就可以调节两个输出端的光功率比值，从而实现光功率的可调谐功能。
附图说明
图1为本发明基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器结构示意图。
具体实施方式
一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器，主要包括光传输单元和光接收单元两个部分。其构成为：传输单元为光子晶体中线缺陷波导。光子晶体为圆形硅介质柱按照矩形晶格排列结构，改变光子晶体中的一个硅柱半径大小，从而引入点缺陷，并且移除光子晶体中两条硅柱来实现两条线缺陷波导；接收单元为设置在光子晶体线缺陷波导同一端的一对相同的半导体光功率探头，整个结构参数选取如下：光子晶体晶格常数a=0.546μm，硅柱半径r=0.104μm，分配器装置长度为L=15μm，宽度为15μm，入射波长λ=1.55μm。
如图1所示结构示意图，子晶体中线缺陷波导1是在完整的矩形晶格光子晶体中去除一排硅柱得到，线缺陷波导2是除去点缺陷8右端部分硅柱得到的，输入光波导从线缺陷波导1中输入，遇到点缺陷后会发生耦合，一部分光会耦合到线缺陷波导2中，功率探头3和功率探头4为相同的半导体光功率探头，用于测定线缺陷波导的输出光功率。5为输入光，6、7为经过波导耦合后分别从波导1、2中输出的光。
基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器的工作方法步骤：
1、输入光：本功率分配器选定的探测波长为1.55μm，此波长的激光器以及传输设备已经发展的很成熟，并且是光通信中最常见的波长。
2、分光过程：在使用光功率分配器时，第一步：从线缺陷波导1下端，输入入射光5，由于光子晶体的相邻缺陷模之间存在的模耦合效应，当光传输到点缺陷附近时，有一部分光会耦合到线缺陷波导2中，第二步：改变整个光子晶体的温度，耦合效应也会不同，则最后波导1、2的输出端的输出光能量分布也会产生变化。第三步：输入光由两线波导传输到半导体光功率探头3、4测定出输出功率，通过计算这两个功率的比值，从而可以得到这个光功率分配器的分光比，知道这个器件的性能。
3、公式计算：当光子晶体整体温度发生变化时，此光功率分配器两输出端的分光比将会发生大范围的变化。根据测光功率探头得到的光功率数据显示：随着温度的不断增大，两线缺陷波导输出功率比会单调变化。两通道的分光比为
Figure 2011102870617100002DEST_PATH_IMAGE003
，y为两通道光功率的比值，x为整个光子晶体的温度，当知道光子晶体的温度时，就能够得出两通道的光功率比值，从而得出两通道具体的光功率大小。

Claims (3)

1.一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器，其特征在于，所述光功率分配器包括二维光子晶体、点缺陷、线缺陷波导和光功率探测器，所述线缺陷波导是在完整的矩形晶格光子晶体中去除一排硅柱形成的，所述点缺陷为改变光子晶体中的一个硅柱半径r的点，入射光从第一线缺陷波导入射后，部分入射光通过点缺陷耦合到第二线缺陷波导中，所述光功率探测器作为光接收单元位于两线缺陷波导通道的端口。
2.根据权利要求1所述基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器，其特征在于，所述的二维光子晶体为圆形硅介质柱按照矩形晶格排列结构。
3.一种基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器工作方法，包括基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器，其特征在于，具体工作方法步骤如下：
1）、输入光：选定的探测波长为1.55μm；
2）、分光过程：第一步：输入光从第一线缺陷波导入射后，当光传输到点缺陷附近时，有一部分光耦合到第二线缺陷波导中，光功率探测器接收两线缺陷波导光能量，第二步：改变整个光子晶体的温度，重复步骤二；第三步：光功率探测器测定出输出光功率；
3）、公式计算分光比：两通道的分光比为                                                
Figure 17324DEST_PATH_IMAGE002
，y为两通道光功率的比值，x为整个光子晶体的温度，光子晶体的温度已知，得出两通道的光功率比值，从而得出两通道具体的光功率大小。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102540329A (zh) * 2012-01-31 2012-07-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 二维侧面耦合光子晶体波导单通道系统
WO2014032510A1 (zh) * 2012-08-29 2014-03-06 深圳大学 光子晶体波导全偏振态整数比功率分配器
CN104568210A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 北京邮电大学 一种基于四方晶格介质柱型光子晶体的温度传感器阵列结构
CN105353462A (zh) * 2015-12-15 2016-02-24 宁波大学 带有反射腔的光子晶体滤波器
CN110618322A (zh) * 2019-09-29 2019-12-27 南京邮电大学 一种基于二维光子晶体的电磁级联传感器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102540329A (zh) * 2012-01-31 2012-07-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 二维侧面耦合光子晶体波导单通道系统
WO2014032510A1 (zh) * 2012-08-29 2014-03-06 深圳大学 光子晶体波导全偏振态整数比功率分配器
US9329338B2 (en) 2012-08-29 2016-05-03 Zhengbiao OUYANG Full-polarization-state power distributor with integer ratio of power distribution based on photonic crystal waveguide
CN104568210A (zh) * 2015-01-19 2015-04-29 北京邮电大学 一种基于四方晶格介质柱型光子晶体的温度传感器阵列结构
CN104568210B (zh) * 2015-01-19 2018-04-24 北京邮电大学 一种基于四方晶格介质柱型光子晶体的温度传感器阵列结构
CN105353462A (zh) * 2015-12-15 2016-02-24 宁波大学 带有反射腔的光子晶体滤波器
CN105353462B (zh) * 2015-12-15 2018-08-31 宁波大学 带有反射腔的光子晶体滤波器
CN110618322A (zh) * 2019-09-29 2019-12-27 南京邮电大学 一种基于二维光子晶体的电磁级联传感器

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