[发明专利]一种输出可调控的3×3光波导8通道分路器

说明书

本发明提供了一种3×3光波导8通道分路器，包括背景材料、壳体和九个正方晶格磁性光子晶体模块，背景材料和九个正方晶格磁性光子晶体模块均设置于壳体内；背景材料为空气，壳体为封闭结构，壳体由绝缘体材料制作而成，九个正方晶格磁性光子晶体模块按照3×3型矩阵排列，相邻两个正方晶格磁性光子晶体模块之间的间距为1.5a，相邻两个正方晶格磁性光子晶体模块以及模块之间的空气形成空气波导模式。本发明能够在不改变光子晶体分路器结构的情况下，通过施加正向磁场和反向磁场的方式，实现对光子晶体分路器的通道实现光传输的调控。

技术领域

本发明涉及光子晶体分路器技术领域，特别涉及一种输出可调控的3×3光波导8通道分路器。

背景技术

光子晶体可以操纵和控制光子，且光子具有发热量少、能耗低等优势，这让研究人员看到了芯片发展的新大陆，随着越来越多的光器件被运用，光子集成芯片将是未来芯片的发展趋势。随着光通信信息处理容量的迅速增加，对光子集成回路中传输信道的密度和传输方向的控制提出了更高的要求。实现对光子晶体分路器进行简单有效的调控，对光子集成芯片的发展具有重大意义。

目前，对于磁性光子晶体来说，通过控制外部磁场，对两个具有单向边界模式的磁性光子晶体正向耦合将会产生单向空气波导结构，所以磁性光子晶体空气波导在光集成回路中是一种很好的波导模式，沿着波导单向传输并且对边界上的杂质缺陷免疫。

未来，光子集成回路需要对光子传输路径进行动态调控，而光子晶体分路器是光子集成领域使用最广泛的元件，目前提出的可控光子晶体分束器采取的调控方式需要改变光子晶体分束器的结构，改变结构使得调控极其困难，在实际应用中不能做到实时调控，这导致光子晶体分路器实现的功能单一。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种可调控的3×3型光波导8通道分路器，在不改变光子晶体分路器结构的情况下，采用施加正向磁场和反向磁场的方式，实现对光子晶体分路器的通道实现光传输的调控。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种输出可调控的3×3光波导8通道分路器，包括背景材料、壳体和九个正方晶格磁性光子晶体模块，所述背景材料和九个所述正方晶格磁性光子晶体模块均设置于壳体内；

所述背景材料为空气，所述壳体为封闭结构，所述壳体由绝缘体材料制作而成，九个所述正方晶格磁性光子晶体模块按照3×3型矩阵排列，相邻两个所述正方晶格磁性光子晶体模块之间的间距为1.5a，相邻两个所述正方晶格磁性光子晶体模块以及模块之间的空气形成空气波导模式。

优选的，所述正方晶格光子晶体模块包括四十九个磁性光子晶体圆形介质柱，四十九个所述磁性光子晶体圆形介质柱按照7×7矩阵排列。

优选的，相邻两个所述磁性光子晶体圆形介质柱的间距为晶格常数。

优选的，所述磁性光子晶体圆柱形介质柱的材料为钇铁石榴石。

优选的，所述磁性光子晶体圆柱形介质柱的半径为0.11a，高度为4a。

优选的，所述正方晶格光子晶体模块的边长为6a，所述分路器的边长为22.5a。

优选的，a＝500nm。

优选的，在每个所述正方晶格磁性光子晶体模块中，对上半部分所述磁性光子晶体圆柱形介质柱的-Z方向施加稳恒偏置磁场，并对下半部分所述磁性光子晶体圆柱形介质柱的+Z方向施加相同高斯的稳恒偏置磁场，使所述正方晶格磁性光子晶体模块产生单向边界模式的正向耦合，即使之产生单向波导传输模式。

本发明的有益效果：

本发明所述的输出可调控的3×3型光波导8通道分路器，在进行调控时无需改变光子晶体分路器的结构，仅需调控9个模块的外加磁场方向，即能实现实时有效调控，调控方法简单，且单个光子晶体分路器的功能多样。