CN113985525A - 一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件。所述滤波分束器件包括滤波结构单元和分束结构单元；滤波结构单元和分束结构单元分别包括多个第一介质柱和第二介质柱；滤波结构单元上设有一条线缺陷形成的主波导和一条线缺陷形成的下行波导，主波导与下行波导之间设有一个通过移动第一介质柱的位置形成的蝶形耦合腔；分束结构单元设有一条线缺陷形成的直行波导和两条线缺陷形成的分路波导，两条分路波导关于直行波导的轴心线轴对称，直行波导与两条分路波导之间设有耦合区域。本发明采用二维光子晶体材料，实现滤波和功率分束；通过调整分束结构耦合区域中介质柱的半径和折射率，可以实现单、双、三波导功率分束。

Description

一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件

技术领域

本发明涉及一种光子晶体功能器件，特别涉及一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件。

背景技术

光子晶体实际是一种人造材料，是将具有不同介电常数的介质材料按照某种周期性规律在空间上组合起来。因此，光子晶体的介电常数在空间上同样呈现周期性分布。介质材料中的电子随着周期性电场的分布会形成带隙，类似的光子晶体中的光子能量也具有能带结构，能带与能带之间若存在空隙，则这个空隙便是光子带隙。频率在带隙范围内的光子是不能在该晶体内传播的，从而形成一种光子绝缘体。这种特性又被称作布拉格散射效应。在一个完整的光子晶体中，可以引用点缺陷或者线缺陷，利用其色散特性，可以设计出满足不同功能的光通信器件。

滤波器作为光电技术的基础元件之一，在光通信、信息传输和处理、光纤传感等方面有着比较广泛的应用。作为一种波长选择器件，光滤波器可以作为其他功能器件的一部分，起到一个滤波或者波长选择的作用，例如可应用于波分复用器和光源发射器。光子晶体滤波器是光子晶体应用中的重要器件之一，在光通信系统、波分复用系统等领域有着巨大的优势和发展趋势，近年来受到国内外的广泛研究。现阶段的光子晶体滤波器的研究大致可以分为线耦合滤波器和腔耦合滤波器，通过引入缺陷结构，在光子晶体中形成波导或者谐振腔结构，当处于某种波长范围内的光束经过光子晶体时被截止、反射甚至耦合进另外一个通道，从而实现滤波作用。光分束器作为光通信器件中的基础器件之一，同时也是光集成电路中的重要组成部分。光分束器，又称为光分路器，是对入射光路进行分束处理，一般情况下是指把一光束分为多个光束传输，是光通信系统中实现光路分路合路的一种光无源器件。光子晶体这一新型材料的出现为光分束器提供了新思路，由光子晶体制备的分束器可以实现不同角度传输分光比稳定的光信号。由于光子晶体的特殊性质，光子晶体分束器传输损耗极低，尺寸更小，更适合光集成系统。

二维光子晶体滤波器目前根据结构的不同，研究方向可以分为腔耦合滤波器和线耦合滤波器。腔耦合滤波器主要是通过插入各种特殊材料或者将腔体结构不规则化，达到性能良好的滤波效果。但这类器件制备难度大，且受外界条件影响比较大。线耦合滤波器则是根据波导耦合或模式匹配等方式实现滤波，通常是针对波导结构参数进行研究。这类器件结构简单，但性能不够优良，品质因子低，很难实现可调谐滤波，不符合光集成系统要求。

二维光子晶体分束器按照功能分类可以分为功率分束器和偏振分束器。功率分束器目前的研究热点是多角度分束，一分多的方式传输光信号。而现在的光集成系统要求以多种分光比方式传输光信号。且多角度分束的分束器结构大多是改变光子晶体分布的角度，在制作难度上原本就比较大。偏振分束器尺寸微小型结构基本上是针对太赫兹领域，而基于1550nm通信波段的偏振分束器结构复杂，尺寸偏大，均不适用于光集成系统。

单一功能器件应用于集成系统插入损耗大，耦合效率低，器件尺寸匹配难度大。光集成系统要求小尺寸、高性能、低损耗光器件。有鉴于此，如何保证器件性能的前提下降低器件尺寸成为本领域普通技术人员亟待解决的课题，设计多功能器件是解决目前二维光子晶体器件不适用于光集成系统的关键。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上问题提供一种性能良好、低损耗、小尺寸、多功能型的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现：

一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，包括起滤波作用的滤波结构单元和起功率分束作用的分束结构单元；滤波结构单元和分束结构单元分别包括多个第一介质柱和第二介质柱；

滤波结构单元上设有一条线缺陷形成的主波导和一条线缺陷形成的下行波导，主波导与下行波导之间设有一个通过移动第一介质柱的位置形成的蝶形耦合腔；

分束结构单元设有一条线缺陷形成的直行波导和两条线缺陷形成的分路波导，两条分路波导关于直行波导的轴心线轴对称，直行波导与两条分路波导之间设有耦合区域。

进一步地，滤波结构单元和分束结构单元的光子晶体晶格常数为a nm；

滤波结构单元中，第一介质柱均匀分布在除主波导、下行波导和蝶形耦合腔以外的地方；

分束结构单元第二介质柱均匀分布在除直行波导、两条分路波导和耦合区域以外的地方；

第一介质柱和第二介质柱的半径均为R nm、介质柱折射率均为n0。

进一步地，滤波结构单元中，主波导的轴心线与下行波导的轴心线垂直。

进一步地，分束结构单元中，直行波导的轴心线与滤波结构单元中的主波导的轴心线重叠；

直行波导靠近滤波结构单元的一端和主波导靠近分束结构单元的一端连接；

两条分路波导分别为上路波导和下路波导；

上路波导和下路波导靠近滤波结构单元的前半段的轴心线分别与直行波导的轴心线呈45度和-45度夹角，上路波导和下路波导远离滤波结构单元的后半段的轴心线均与直行波导的轴心线平行。

进一步地，蝶形耦合腔从外到内包括一个外环同心圆、一个内环同心圆和蝶形结构，主波导与外环同心圆相切，下行波导一端连接外环同心圆，另一端连接滤波结构单元侧边。

进一步地，外环同心圆包括4个插入耦合型介质柱和均匀分布在外环同心圆的圆周上的24个第一介质柱；4个插入耦合型介质柱分别插入到24个第一介质柱之间；

内环同心圆包括构成均匀分布在内环同心圆的圆周上的16个第一介质柱；内环同心圆和外环同心圆的圆心相同；

蝶形结构包括14个第一介质柱；

蝶形结构关于外环同心圆和内环同心圆的竖向直径与横向直径轴对称。

进一步地，外环同心圆中的任一第一介质柱与圆心的连线和其相邻的第一介质柱与圆心的连线之间的夹角为15度，插入耦合型介质柱与圆心的连线和其相邻的第一介质柱与圆心的连线之间的夹角为7.5度；

内环同心圆中的任一第一介质柱与圆心的连线和其相邻的第一介质柱与圆心的连线之间的夹角为22.5度。

进一步地，所述耦合区域设置在直行波导与上路波导和下路波导的交界处；耦合区域内设有分别位于直行波导和上路波导和下路波导的交界处的第三介质柱和第四介质柱，第三介质柱的半径为R1 nm、介质柱折射率为n1，第四介质柱的半径为R2 nm、介质柱折射率为n2。

进一步地，下行波导与外环同心圆之间交界处靠近分束结构单元一侧设置有一个第五介质柱，第五介质柱的直径为R3nm。

进一步地，下行波导与外环同心圆之间交界处靠近分束结构单元一侧，从第五介质柱数起，沿外环同心圆外侧的不属于外环同心圆的5个第一介质柱分别向分束结构单元方向偏移，又分别向主波导方向偏移。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：

提供了一种多功能光子晶体滤波分束器件结构，具有极强的光控能力，易于器件的集成化，为光子晶体功能器件的集成化、微型化提供了可能；采用二维光子晶体材料，合理设计介质材料参数，调整光子禁带满足第三通信波段范围，同时实现不同波长下的滤波和功率分束；能够利用蝶形耦合腔选出1510nm的光，设计下行波导结构确保1510nm光被束缚在波导内直至稳定地到达输出端；通过设计介质柱相关参数，根据波长与缺陷模式的匹配程度，利用主波导与蝶形耦合腔结构选出1660nm的光沿着分束结构单元实现单、双、三波导多分光比传播；通过调整蝶形耦合腔的介质柱半径和偏移量，增加耦合效率，从而增大腔内的品质因子，提高下降效率；通过设计蝶形耦合腔结构，调整插入耦合型介质柱参数和下行波导的偏移量，减小插入损耗，增大目标光波透过率至95％以上；通过控制分束结构单元中耦合区域介质柱半径和材料，改变目标光波在不同输出端的功率分束比，实现可调谐功率分束。

附图说明

图1为本发明实施例中一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件的结构示意图。

图2为本发明实施例中一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件的能带结构示意图。

图3为本发明实施例中蝶形耦合腔滤波波长处的归一化透射谱。

图4为本发明实施例中滤波结构部分的1510nm稳态电场分布图。

图5为本发明实施例中滤波结构部分的1660nm稳态电场分布图。

图6为本发明实施例中一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件在1660nm处单波导传播的稳态电场分布图。

图7为本发明实施例中一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件在1660nm处双波导传播的稳态电场分布图。

图8为本发明实施例中一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件在1660nm处三波导传播的稳态电场分布图。

图9为本发明实施例中耦合区域介质柱折射率和分光比S2的曲线关系图。

具体实施方式

下面结合对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。显然，本领域的普通技术人员可以通过对说明书的阅读获取本发明的核心思想和优势，本发明的应用场景不局限于说明书中的实施例，可以应用于不同实施方式。另外，本发明中的其他细节也可以在不背离本发明精神的原则下被适当修改和替换，任何不付出创造性劳动的其他实施例，均应属于本发明的保护范围。

需要注意的是，附图仅用于示例性说明，不能理解为本发明的限制。为了更好的描述实施例，附图通常以简洁形式给出，图中细节和尺寸只适用于本实施例，并不代表特定的比例。

实施例：

一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，如图1所示，包括起滤波作用的滤波结构单元1和起功率分束作用的分束结构单元7；滤波结构单元1和分束结构单元7分别包括多个第一介质柱2和第二介质柱8；

滤波结构单元1上设有一条线缺陷形成的主波导3和一条线缺陷形成的下行波导4，主波导3与下行波导4之间设有一个通过移动第一介质柱2的位置形成的蝶形耦合腔5；

分束结构单元7设有一条线缺陷形成的直行波导9和两条线缺陷形成的分路波导，两条分路波导关于直行波导9的轴心线轴对称，直行波导9与两条分路波导之间设有耦合区域12。

本实施例中，滤波结构单元1和分束结构单元7的光子晶体晶格常数为540nm；

滤波结构单元1中，第一介质柱2均匀分布在除主波导3、下行波导4和蝶形耦合腔5以外的地方；

分束结构单元7第二介质柱8均匀分布在除直行波导9、两条分路波导和耦合区域12以外的地方；

本实施例中，第一介质柱2和第二介质柱8的半径均为100nm、介质柱折射率均为3.4。

滤波结构单元1中，主波导3的轴心线与下行波导4的轴心线垂直。

进一步地，分束结构单元7中，直行波导9的轴心线与滤波结构单元1中的主波导3的轴心线重叠；

两条分路波导分别为上路波导11和下路波导10；

上路波导11和下路波导10靠近滤波结构单元1的前半段的轴心线分别与直行波导9的轴心线呈45度和-45度夹角，上路波导11和下路波导10远离滤波结构单元1的后半段的轴心线均与直行波导9的轴心线平行。

蝶形耦合腔5从外到内包括一个外环同心圆、一个内环同心圆和蝶形结构，主波导3与外环同心圆相切，下行波导4一端连接外环同心圆，另一端连接滤波结构单元1侧边。

本实施例中，外环同心圆和内环同心圆的半径分别为2160nm和1080nm；

外环同心圆包括4个插入耦合型介质柱13和均匀分布在外环同心圆的圆周上的24个第一介质柱2；4个插入耦合型介质柱13分别插入到24个第一介质柱2之间；

本实施例中，插入耦合型介质柱13的直径为200nm，用于增强目标波长的耦合效率。

内环同心圆包括构成均匀分布在内环同心圆的圆周上的16个第一介质柱2；内环同心圆和外环同心圆的圆心相同；

蝶形结构包括14个第一介质柱2；

蝶形结构关于外环同心圆和内环同心圆的竖向直径与横向直径轴对称。

外环同心圆中的任一第一介质柱2与圆心的连线和其相邻的第一介质柱2与圆心的连线之间的夹角为15度，插入耦合型介质柱13与圆心的连线和其相邻的第一介质柱2与圆心的连线之间的夹角为7.5度；

内环同心圆中的任一第一介质柱2与圆心的连线和其相邻的第一介质柱2与圆心的连线之间的夹角为22.5度。

所述耦合区域12设置在直行波导9与上路波导11和下路波导10的交界处；耦合区域12内设有分别位于直行波导9和上路波导11和下路波导10的交界处的第三介质柱8-1和第四介质柱8-2，第三介质柱8-1的半径为R1 nm、介质柱折射率为n1，第四介质柱8-2的半径为R2 nm、介质柱折射率为n2。

本实施例中，下行波导4与外环同心圆之间交界处靠近分束结构单元7一侧设置有一个第五介质柱6，第五介质柱6的直径为100nm。

本实施例中，下行波导4与外环同心圆之间交界处靠近分束结构单元7一侧，从第五介质柱6数起，沿外环同心圆外侧的不属于外环同心圆的5个第一介质柱2分别向分束结构单元7方向偏移432nm、432nm、432nm、108nm、108nm，又分别向主波导3方向偏移-270nm、10nm、432nm、270nm、108nm。

其中，光信号从滤波结构单元1的主波导3输入，沿着主波导3向分束结构单元7方向传播，经过蝶形耦合腔5时滤波波长处的光信号将被耦合进耦合腔5中，逆时针沿着蝶形耦合腔5传播，在经过下行波导4与蝶形耦合腔5交界处时将沿着下行波导4最终从下行波导4不连接蝶形耦合腔5的一端输出；而分束波长处的光信号在经过蝶形耦合腔5后继续沿着分束结构单元7的直行波导9传播，在经过耦合区域12时，以不同的分光比耦合进上路波导11、下路波导10和直行波导9中，并最终从分束结构单元7输出端输出。

本实施例中，以空气(有效折射率为1)作为背景，以砷化镓(有效折射率为3.4)材料作为介质柱，晶格结构为正方晶格型，半径R为100nm，光子晶体晶格常数a的值540nm，利用平面波展开法计算得出含有光子晶体能带间隙的色散曲线图如图2所示，计算表明，该光子晶体结构只有TE带隙而无TM带隙，较宽的那一条禁带频率范围[0.295,0.44]，对应真空中波长范围[1232，1800]nm，另外一条禁带频率范围为[0.735,0.755]，对应真空中波长范围[715.2，734.7]nm，第三光通信波段包含在其中。

如图3所示，这是滤波结构单元1的蝶形耦合腔5在滤波波长处的归一化透射谱，端口B指的是主波导3的靠近分束结构单元7的一端，端口C指的是下行波导4不连接蝶形耦合腔5的一端，图中可以看出在这个范围内只有一个透射峰，峰值所对应的滤波波长为1510nm，该波长处在端口B达到峰值的同时在端口C处达到最小值，图中显示耦合效率和下降效率为96％，其中半峰全宽Δλ为2.67nm，Q因子计算为(滤波波长/半峰全宽)等于565.5。这表明，输入波长为1510nm的光信号将通过主波导3耦合进蝶形耦合腔5中，产生谐振之后从下行波导4的不连接蝶形耦合腔5的一端输出。

如图4、图5所示，通过FDTD算法计算输入场为连续场时滤波结构单元1的稳定电场分布情况，图4是输入场的波长为1510nm，图5是输入场的波长为1660nm；当输入波长1510nm时，主波导3中的电磁波几乎都耦合进蝶形耦合腔5中，最终沿着下行波导4不连接蝶形耦合腔5的一端输出，当输入波长为1660nm处的连续波时，电磁波直接从滤波结构单元1的主波导3传播到分束结构单元7的直行波导9，极少部分因为插入耦合型介质柱13耦合进蝶形耦合腔5中，这就很好的实现了两种波长从两个不同的输出通道输出的滤波效果。

结合图6、图7、图8，分别为本发明提出的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件在1660nm处单、双、三波导传播的稳态电场分布图。通过改变分束结构单元7中的耦合区域12中第三介质柱8-1和第四介质柱8-2的介质柱半径R1、R2相关材料参数，可以改变光信号耦合进上路波导11和下路波导10的功率百分比，从而实现1660nm在分束结构单元7处的单、双、三波导传播，单波导传播意味着1660nm处的光信号全部沿着直行波导9传播，双波导传播意味着1660nm处的光信号以50％的功率比沿着上路波导11和下路波导10传播，三波导传播意味着1660nm处的光信号以1/3的功率比沿着直行波导9、上路波导11和下路波导10传播。

从图9可以看到，将分束结构单元7中耦合区域12的介质柱材料替换成受温度控制的活性材料，则外部温度的变化将导致材料折射率的变化(热效应)，可以通过调节温度来控制与三个波导相对应的分光比。活性材料的介电常数与温度变化之间的关系如下：

其中，nr是材料的真实折射率，n是热效应后的相应折射率，T是外界温度。图9是耦合区域12中介质柱折射率n1和n2从1.5到4.5的变化与分光比S2之间的关系，分光比S2定义为直行波导9输出端的光功率与上路波导11和下路波导10输出端的光功率之比，当折射率为2.2时，S2取0.093的最小值；当折射率为4.0，S2取最大值10.7。分离比S2越小，则意味着在上路波导11和下路波导10中传输的1660nm光信号越多；S2越大，这意味着光信号基本上仅从直行波导9传输。

从上述描述中，显而易见的是，本发明的基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器既可以对1510nm处的波长进行滤除，又可以将1660nm处的波长以单、双、三波导传输。滤波功能处，谐振波长为1510nm，其耦合效率和下降效率为96％，Q品质因子为565.5；功率分束功能处，通过调节耦合区域12中介质柱的半径来控制分束比，耦合区域12的材料也可以用活性温控材料代替，并且可以通过调节外部温度来实现不同分光比的输出，并且可以在1660nm处实现单，双和三波导等分传输。该多功能器件既可以达到单功能器件的功能指标，又可同时实现两种功能的集成，大大减少了单功能器件集成时带来的插入损耗和连接损耗。多功能滤波分束器的尺寸非常小(15.8μm×13μm)。目前研究的光功能器件用于光集成系统多为微米量级。因此，设计的该多功能器件适用于光子集成系统，解决了目前二维光子晶体器件不适用于光集成系统的问题。

以上所述仅为本发明的一较佳实施例，描述的实施例在各方面仅阐述性而非限定性，并不因此限制本发明的保护范围。本领域的技术人员应该明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明进行形式和细节的改变，并不受限于此处的特定实施例，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换、排列，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：包括滤波结构单元(1)和分束结构单元(7)；滤波结构单元(1)和分束结构单元(7)分别包括多个第一介质柱(2)和第二介质柱(8)；

滤波结构单元(1)上设有一条线缺陷形成的主波导(3)和一条线缺陷形成的下行波导(4)，主波导(3)与下行波导(4)之间设有一个通过移动第一介质柱(2)的位置形成的蝶形耦合腔(5)；

分束结构单元(7)设有一条线缺陷形成的直行波导(9)和两条线缺陷形成的分路波导，两条分路波导关于直行波导(9)的轴心线轴对称，直行波导(9)与两条分路波导之间设有耦合区域(12)。

2.根据权利要求1所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：滤波结构单元(1)和分束结构单元(7)的光子晶体晶格常数为a nm；

滤波结构单元(1)中，第一介质柱(2)均匀分布在除主波导(3)、下行波导(4)和蝶形耦合腔(5)以外的地方；

分束结构单元(7)第二介质柱(8)均匀分布在除直行波导(9)、两条分路波导和耦合区域(12)以外的地方；

第一介质柱(2)和第二介质柱(8)的半径均为R nm、介质柱折射率均为n0。

3.根据权利要求1所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：滤波结构单元(1)中，主波导(3)的轴心线与下行波导(4)的轴心线垂直。

4.根据权利要求3所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：分束结构单元(7)中，直行波导(9)的轴心线与滤波结构单元(1)中的主波导(3)的轴心线重叠；

直行波导(9)靠近滤波结构单元(1)的一端和主波导(3)靠近分束结构单元(7)的一端连接；

两条分路波导分别为上路波导(11)和下路波导(10)；

上路波导(11)和下路波导(10)靠近滤波结构单元(1)的前半段的轴心线分别与直行波导(9)的轴心线呈45度和-45度夹角，上路波导(11)和下路波导(10)远离滤波结构单元(1)的后半段的轴心线均与直行波导(9)的轴心线平行。

5.根据权利要求1所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：蝶形耦合腔(5)从外到内包括一个外环同心圆、一个内环同心圆和蝶形结构，主波导(3)与外环同心圆相切，下行波导(4)一端连接外环同心圆，另一端连接滤波结构单元(1)侧边。

6.根据权利要求5所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：外环同心圆包括4个插入耦合型介质柱(13)和均匀分布在外环同心圆的圆周上的24个第一介质柱(2)；4个插入耦合型介质柱(13)分别插入到24个第一介质柱(2)之间；

内环同心圆包括构成均匀分布在内环同心圆的圆周上的16个第一介质柱(2)；内环同心圆和外环同心圆的圆心相同；

蝶形结构包括14个第一介质柱(2)；

蝶形结构关于外环同心圆和内环同心圆的竖向直径与横向直径轴对称。

7.根据权利要求6所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：外环同心圆中的任一第一介质柱(2)与圆心的连线和其相邻的第一介质柱(2)与圆心的连线之间的夹角为15度，插入耦合型介质柱(13)与圆心的连线和其相邻的第一介质柱(2)与圆心的连线之间的夹角为7.5度；

内环同心圆中的任一第一介质柱(2)与圆心的连线和其相邻的第一介质柱(2)与圆心的连线之间的夹角为22.5度。

8.根据权利要求1所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：所述耦合区域(12)设置在直行波导(9)与上路波导(11)和下路波导(10)的交界处；耦合区域(12)内设有分别位于直行波导(9)和上路波导(11)和下路波导(10)的交界处的第三介质柱(8-1)和第四介质柱(8-2)，第三介质柱(8-1)的半径为R1 nm、介质柱折射率为n1，第四介质柱(8-2)的半径为R2 nm、介质柱折射率为n2。

9.根据权利要求5所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：下行波导(4)与外环同心圆之间交界处靠近分束结构单元(7)一侧设置有一个第五介质柱(6)，第五介质柱(6)的直径为R3nm。

10.根据权利要求9所述的一种基于二维光子晶体特性的多功能滤波分束器件，其特征在于：下行波导(4)与外环同心圆之间交界处靠近分束结构单元(7)一侧，从第五介质柱(6)数起，沿外环同心圆外侧的不属于外环同心圆的5个第一介质柱(2)分别向分束结构单元(7)方向偏移，又分别向主波导(3)方向偏移。

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