一种具有高耦合效率的光子晶体槽波导结构

摘要

本发明提出了一种具有高耦合效率的光子晶体槽波导结构。通过在光子晶体槽波导的两端，同时引入锥形渐变结构和谐振结构，使从脊波导出来的光束在光子晶体槽波导的入口和出口处发生干涉，因而产生自准直效应，减少由于阻抗失配引起的反射损耗，实现脊波导与光子晶体槽波导之间的高效率耦合。仿真结果表明，利用本发明提出的耦合结构，可以将脊波导与光子晶体槽波导间的透射率提高到90％，且其透射率具有很好的一致性，为光子晶体槽波导在光电子器件中的实际应用提供了基础。

主权项

一种具有高耦合效率的光子晶体槽波导结构，其特征在于：该结构是在光子晶体槽波导的两端，同时引入锥形渐变结构和谐振结构，其中，光子晶体槽波导的空气孔半径为r＝0.32a，光子晶体空气槽宽度ω＝0.3a，a为光子晶体的晶格常数，即相邻空气孔之间的间距；锥形渐变结构，是指分别在光子晶体槽波导的入口和出口处，去掉靠近空气槽的第一排空气孔中的两个空气孔，同时，去掉靠近空气槽的第二排空气孔中的一个空气孔，并将空气槽的长度缩短，使其两端距光子晶体槽波导的边界均为s＝2.9a；谐振结构，是指在锥形渐变结构的基础上，在靠近空气槽的第二排空气孔两端各引入一个半径为r₁＝0.45a的空气孔，使其与相邻的空气孔间距为一个晶格常数a，并在靠近空气槽的第一排空气孔两端各引入一个半径为r₂＝0.38a的空气孔，使其与相邻的空气孔间距为一个晶格常数a，同时，在空气槽的两端各引入一个半径为r₃＝0.18a的空气孔，使其与空气槽末端的距离为1.9a，再将脊波导的宽度增加至ω₀＝4.3a；最终，锥形渐变结构和谐振结构共同产生的作用是使从脊波导出来的光束在光子晶体槽波导的入口和出口处发生干涉，因而产生自准直效应，实现脊波导与光子晶体槽波导之间的高效率耦合。