[发明专利]一种基于斜体蜂巢结构的二维光子晶体慢光波导实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在普通的二维三角晶格光子晶体波导中同时引入蜂巢结构以及斜体结构从而形成斜体蜂巢光子晶体慢光波导结构的实现方法，属于全光网络中的光缓存领域。

背景技术

为了克服高速光纤通信中的“电子瓶颈”问题，从而提高通信效率和速率，人们提出了全光网络的概念。然而实现超高速的全光网络，有几个非常关键的技术：超高速光源，光开关，光时钟同步与恢复，光波长转换，光缓存等。其中，光缓存是实现信息传输和一系列信息处理功能的关键技术之一。网络节点的吞吐量、丢包率、通道竞争都需要用到光缓存器。为了实现完全光信息处理的全光路由器、彻底打破光纤通信系统的“电子瓶颈”，光缓存器是必不可少的关键部件。

利用光子晶体来做慢光的材料并达到缓存的目的是当下的研究热点，它的光缓存的主要思想便是控制光的群速度。光子晶体与其他慢光介质系统相比而言，其主要优势在于潜在的带宽大；光子晶体结构材料设计灵活，通过改变结构参数，可以在任意波长上实现慢光；光子晶体特殊结构的色散导致群速度降低，理论上群速度可以降到真空光速的10^-6倍，这种慢光传输可以在室温下运行，便于人为控制；光子晶体结构材料器件体积小，可实现大规模存储且便于与现有的光通信器件集成，因此倍受关注。

目前关于慢光的研究有的基于电磁诱导透明技术(EIT)来实现慢光(文献1.N.V.Wheeler，P.S.Light，F.Couny，and F.Benabid；“EIT-based slow and fast light in an all-fiber system，”Proc.SPIE，Vol.7612，p 761202，8February，2010)或基于光纤中的非线性效应，如布里渊散射等(文献2.Jianguo Liu，Tee-Hiang Cheng，Yong-Kee Yeo，Yixin Wang，Lifang Xue，Weifeng Rong，Luying Zhou，Gaoxi Xiao，Dawei Wang，and Xiaojun Y，“Stimulate Brillouin Scattering BasedBroadband Tunable Slow-Light Conversion in a Highly Nonlinear Photonic Crystal Fiber，”JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL.27，NO.10，MAY 15，2009)。基于光子晶体波导的慢光研究也有很多方面，有的利用光电聚合物材料通过外加电场达到可控慢光的目的(文献3.Che-Yun Lin and Beomsuk Lee，Alan X.Wang，Wei-Cheng Lai，SwapnajitChakravarty，Yazhao Liu，David Kwong，and Ray T.Chen，Jingdong Luo and Alex K.Y.Jen，“Ultra-compact silicon nanophotonic modulator based on electro-optic polymer infiltrated slotphotonic crystal waveguide，”Proc.SPIE，Vol.7607，p 76070D，23February 2010，文献4.WenjieLu，Yuping Chen，Xianfeng Chen，and Yuxing Xia，“Group Velocity Modulation Based onElectrooptic Photonic Crystal With Waveguide Structure，”IEEE PHOTONICS TECHNOLOGYLETTERS，VOL.22，NO.8，APRIL 15，2010)，有的通过调谐光子晶体结构或者引入槽波导来加强慢光的特性，如更大的慢光时延，更宽的可用平坦色散带宽，更小的色散等(文献5.RanHao，Eric Cassan，Hamza Kurt，Jin Hou，Xavier Le roux，Delphine Marris-Morini，Laurent Vivien，Dingshan Gao，Zhiping Zhou，and Xinliang Zhang，“Novel Kind of Semislow Light PhotonicCrystal Waveguides With Large Delay-Bandwidth Product，”IEEE PHOTONICS TECHNOLOGYLETTERS，VOL.22，NO.11，JUNE 1，2010；文献6.Jun Adachi，Norihiro Ishikura，HirokazuSasaki，and Toshihiko Baba，“Wide Range Tuning of Slow Light Pulse in SOI Photonic CrystalCoupled Waveguide via Folded Chirping，”IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS INQUANTUM ELECTRONICS，VOL.16，NO.1，JANUARY/FEBRUARY 2010，文献7.Jin Hou，Huaming Wu，D.S.Citrin，Wenqin Mo，Dingshan Gao，and Zhiping Zhou，“Wideband slow light inchirped slot photoniccrystal coupled waveguides，”OPTICS EXPRESS，Vol.18，No.10，p10567-10580，10May 2010)。