一种全光开关及其设计方法

摘要

本发明涉及光子晶体全光开关及其设计方法，其设计方法为：在多层膜结构中掺入一个中心缺陷层C或两个对称缺陷层C，以及两个侧边缺陷层D，侧边缺陷层D与缺陷层C间隔N个周期的介质膜，以避免侧边缺陷层D与缺陷层C发生相互耦合作用；然后调节中心缺陷层C的光学厚度或调节两个对称缺陷层C的光学厚度及它们之间的距离获得两个缺陷模，再设置侧边缺陷层D的光学厚度，获得两个Q值比约为2-4的缺陷模；将低Q值缺陷模设为泵浦光通道，高Q值缺陷模设为探测光通道。本发明利用了光子晶体的带隙特性，并利用掺杂非线性缺陷层，实现了大于90％的高开关效率的全光开关，其需要的泵浦光强比含单缺陷层、具有相同Q值的情况低约50倍。

主权项

1.一种全光开关设计方法，其特征在于包括以下几个步骤：步骤101，在第一介质层A与第二介质层B交替堆叠的多层膜结构中掺入一个中心缺陷层C或两个位于多层膜结构中部的对称缺陷层C，再在多层膜结构中远离缺陷层C的两端对称地掺入两个侧边缺陷层D；第一介质层A与第二介质层B的折射率比大于1.1，两相邻的第一介质层A与第二介质层B组成一个周期的介质膜；侧边缺陷层D与缺陷层C间隔N个周期的介质膜，以避免侧边缺陷层D与缺陷层C发生相互耦合作用，其中N大于或等于6；步骤102，调节缺陷层C的参数，获得两个缺陷模；然后设置侧边缺陷层D的光学厚度，使得两个侧边缺陷层D产生的缺陷模与缺陷层C产生的缺陷模之一重叠，从而获得两个具有不同Q值的缺陷模，两个缺陷模的Q值比为2-4；步骤103，将低Q值缺陷模设置为泵浦光通道，高Q值缺陷模设置为探测光通道。