本技术涉及太赫兹器件领域,一种基于光子晶体的可调控太赫兹波1×4分束器。其特征是,由三角晶格圆形硅介质柱结构的二维光子晶体构成;通过移除若干个介质柱在完整的三角晶格中形成1个主波导,主波导左端为光源输入端,在主波导的上下两侧移除部分介质柱,形成4个弯曲波导,分别为4条输出通道;主波导与弯曲波导之间有1个微腔,弯曲波导与微腔交汇处均引入点缺陷介质柱。本发明解决了现有太赫兹波分束器固定分光比、可调范围小难以满足实际需要的问题,在未来光子集成电路和太赫兹波通信领域中具有很好的应用前景。
背景技术
太赫兹(THz)波是指频率处于0.1~10THz(波长在30~3000μm)的电磁波,频段介于微波和红外波之间。由于其特殊的位置,以及太赫兹波具有穿透性强、传输速率高、方向性强和安全性高等特点,使得其在物体成像、雷达通信、安全检查、生物医学、环境监测、材料科学及国防军事等领域,具有相当丰富的科学研究价值和广阔的应用前景。发展太赫兹通信系统,需要低损耗的THz波导结构来实现THz波的高效传输,同时也需要高速开关、调制器、分束器及耦合器等关键功能器件。太赫兹波分束器是关键的功率分配无源器件,影响着固态源的输出功率。由于光子晶体具有较强光约束能力、低偏振敏感性、易于集成等优点,所以可广泛应用于设计高效率、低损耗、高集成的分束器。
近几年来,国内外学者对基于光子晶体的太赫兹波分束器进行了大量的研究和探索,包括单独利用光子晶体波导实现等比分束器、利用光子晶体波导和谐振腔的耦合效应实现超紧凑型等比分束器、通过外加磁场改变磁光子晶体的折射率实现分光比可调的分束器、通过光控非线性谐振腔中点缺陷的折射率实现分束器选路分束。现有光子晶体太赫兹波分束器尺寸大,无法满足高密度光子集成电路发展的需要。
实现思路