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专利号: 2018100233207
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种带有弓形谐振腔结构的太赫兹光子晶体带通滤波器,其特征在于,包括二维光子晶体(1)、输入波导(2)、谐振腔(3)及输出波导(4);其中,所述二维光子晶体(1)是一系列圆形介质柱呈正方晶格周期性分布的光子晶体,在该二维光子晶体(1)中去掉两半排水平排列的介质柱形成输入波导(2),在输入波导的右端垂直向下去掉两半排介质柱来形成输出波导(4),输入波导(2)和输出波导(4)相交位置设置有一个谐振腔(3),所述输入波导(2)和输出波导(4)相邻两侧一排的介质柱呈长方形介质柱排列,其余介质柱呈圆形介质柱均匀分布在传输波导的上下左右两侧;

所述谐振腔(3)为一个弓形的微谐振腔结构,它是由两个内部介质柱(5)和六个散射介质柱(6)构成,其中两个内部介质柱(5)呈45°斜对称分布在谐振腔中心位置,在谐振腔(3)的上部和右部分别去除几根介质柱,然后在上部水平排列三个散射介质柱(6),在右部竖直排列三个散射介质柱,内部介质柱(5)和散射介质柱(6)具有同种介电常数和相同的尺寸。

2.根据权利要求1所述的带有弓形谐振腔结构的太赫兹光子晶体带通滤波器,其特征在于,当太赫兹波通过输入波导(2)传输到谐振腔(3)时,只有符合缺陷态模式的频率才能耦合输出,实现375-425GHz频率范围内的宽频段滤波。

3.根据权利要求1所述的带有弓形谐振腔结构的太赫兹光子晶体带通滤波器,其特征在于,所述二维光子晶体(1)以12×12阵列沿着X-Z面呈正方晶格周期排列,所述输入波导(2)和输出波导(4)的端口大小和标准WR2.8波导端口大小一致,介质柱高度最优设置为h=

365μm,介质柱半径r0可根据公式r0=τ*a确定,其中,a为晶格常数,介质柱比率τ=5。

4.根据权利要求3所述的带有弓形谐振腔结构的太赫兹光子晶体带通滤波器,其特征在于,所述的内部介质柱(5)和散射介质柱(6)具有同种介电常数ε1和相同的尺寸r1,根据关系式Δ=r0±10优化相关参数,Δ=m,n,r1,得到优化后的长度m,宽度n以及谐振腔内介质柱半径r1依次为80μm,70μm,30μm。

5.根据权利要求4所述的带有弓形谐振腔结构的太赫兹光子晶体带通滤波器,其特征在于,所述内部介质柱(5)和散射介质柱(6)的材料为非线性晶体铌酸锂LiNbO3。

6.根据权利要求1-5之一所述的带有弓形谐振腔结构的太赫兹光子晶体带通滤波器,其特征在于,所述输入波导(2)输入的信号为径向高斯分布的太赫兹波。