[实用新型]一种基于硅光子微腔的光混沌产生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电信息科学领域，特别涉及到一种基于硅光子微腔的光混沌产生装置。

背景技术

光混沌作为混沌理论的一个分支，涵盖了混沌同步保密通信、高性能的光探测和测距，超速物理随机数生成等领域，发展得十分迅速，现有技术光混沌产生的方法大都是利用半导体激光器产生混沌，存在着半导体激光器不可与CMOS集成、不能大批量生产和成本较高等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种可与CMOS集成、能大批量生产且成本较低的光混沌产生装置，从硅光子微腔内获取光混沌的方法，在以硅光子微腔中的Drude离子体和光学振荡耦合为基础，确立了系统进入光混沌的具体演化路径。并对其包括耦合振荡，双光子吸收，自由载流子，热光动力学等相关物理机制耦合过程进行了刻画。

本实用新型基于硅光子微腔的光混沌产生装置，包括可调谐激光器、掺铒光纤放大器EDFA、光纤偏振控制器FPC、光隔离器OI、偏振光片、硅光子微腔和光电探测器PD；

所述可调谐激光器、掺铒光纤放大器、光纤偏振控制器、光隔离器Ⅰ、偏振光片、硅光子微腔、光隔离器Ⅱ和光电探测器依次连接；并且，在偏振光片和硅光子微腔的前后设置有透镜或显微物镜；其中，所述硅光子微腔是指在硅光子晶体由缺陷引入的微腔以及若干引入光的波导构成的硅光子微腔器件；所述双光子吸收效应是指在硅光子微腔中，腔内约束光场在腔体表面通过双光子吸收过程产生热量并激发出自由载流子的过程；所述耦合振荡效应是指在双光子吸收、自由载流子和热光效应的作用下，注入光子、微腔Q值、耦合波导和频率失谐量与微腔内光场之间形成了耦合振荡。

进一步的，所述可调谐激光器的型号为Santec TSL-510C。

本实用新型基于硅光子微腔的光混沌产生装置的有益效果是以硅光子微腔器件产生混沌，使其可以完全CMOS集成，制造成本低，适合大规模批量生产；且具有更小的模式体积和更高的品质因子，拥有高的局域能量密度；具有较好的控光性能，有利于对光进行直接操作处理；能够实现低阈值的工作，完全集成，实际稳定性强。

附图说明

附图1为一种基于硅光子微腔的光混沌产生装置的结构示意图。

附图2为硅光子微腔的耦合机制示意图。

附图3为硅光子微腔内的振荡起始阶段示意图。

附图4为硅光子微腔内的自脉动阶段示意图。

附图5为硅光子微腔内的光混沌振荡示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图1为一种基于硅光子微腔的光混沌产生装置的结构示意图，由图可知，本实用新型基于硅光子微腔的光混沌产生装置，包括可调谐激光器（Santec TSL-510C）、掺铒光纤放大器（EDFA）、光纤偏振控制器（FPC）、光隔离器Ⅰ（OI）、偏振光片（POL）、硅光子微腔（Chip）和光电探测器（PD）。

可调谐激光器（Santec TSL-510C）、掺铒光纤放大器（EDFA）、光纤偏振控制器（FPC）、光隔离器Ⅰ（OI）、偏振光片（POL）、硅光子微腔（Chip）、光隔离器Ⅱ（OI）和光电探测器（PD）依次连接；并且，在偏振光片（POL）和硅光子微腔（Chip）的前后设置有透镜或显微物镜；可调谐激光器（Santec TSL-510C）产生不同波长的激光，输出的光经过掺铒光纤放大器（EDFA）直接将光信号进行放大增强后，经过光纤偏振控制器(FPC) 将光转变为线偏振光的偏振调控，然后再通过光隔离器Ⅰ（OI）和透镜，耦合注入硅光子微腔中。从硅光子微腔输出的光，经过显微物镜的收集，通过光隔离器Ⅱ（OI）后，注入到光电探测器（PD）中，将光信号转变成电信号，所获得的信号被存储示波器和电子频谱分析仪 (Agilent N9000A)记录和分析；光隔离器Ⅱ（OI）确保了光的单向传输，可以防止外界的光对硅光子微腔的干扰，也可以防止硅光子微腔端面反射的光反向耦合进入可调谐激光器中构成干扰。其中，硅光子微腔是指在硅光子晶体由缺陷引入的微腔以及若干引入光的波导构成的硅光子微腔器件，能产生双光子吸收和耦合振荡效应，双光子吸收效应是指在硅光子微腔中，腔内约束光场在腔体表面通过双光子吸收过程产生热量并激发出自由载流子的过程，耦合振荡效应是指在双光子吸收、自由载流子和热光效应的作用下，注入光子、微腔Q值、耦合波导和频率失谐量与微腔内光场之间形成了耦合振荡。