[发明专利]基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器

权利要求书

1.一种基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：包含在二维光子晶体中的一个多分支交叉波导，该交叉波导为十字交叉波导或X交叉波导；所述的十字交叉波导与信号光输入波导、参考光输入波导垂直交叉；交叉波导的两个相邻端口分别为信号光输入端和参考光输入端，所述的参考光输入端对置处为输出端，所述的信号光输入端对置处为闲置端；在所述交叉波导交叉处的波导内均设置有至少3根奇数介质杆。

2.根据权利要求1所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述的二维光子晶体由硅或其它高折射率介质杆在空气或其它低折射率背景介质中呈二维周期性排列构成，该光子晶体的光子禁带覆盖了工作波长的取值，优选地，低折射率介质材料取为空气，高折射率介质取为硅材料，周期结构光子晶体的晶格常数取为aμm，介质杆的半径取为0.18aμm，工作波长取为2.9762aμm。

3.根据权利要求1所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述信号光输入波导、参考光输入波导、输出波导和闲置端输出波导为光子晶体线缺陷波导，波导中传输的光波的波长位于波导两侧的光子晶体的光子禁带波长范围内。

4.根据权利要求3所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述信号光输入波导、参考光输入波导或输出波导的长度不小于3个晶格周期或晶格常数，信号光输入波导的长度大于参考光输入波导的长度。

5.根据权利要求1或3所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于，所述信号光在输入波导中的传输光程与参考光在参考光输入波导中的传输光程的光程差约为波长的整数倍，即光程相位差约为2π的整数倍，信号光与参考光初位相相同；所述的传输光程差包含信号光与参考光的初位相差折合的等效光程差，该等效光程差约为波长的整数倍，即等效光程相位差约为2π的整数倍，信号光与参考光初位相不同。

6.根据权利要求1所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述的交叉波导以波导交叉点为对称中心，沿每个波导的轴线方向分布有5根介质杆，且这些介质杆的轴心位于波导的轴线上。

7.根据权利要求1所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述奇数介质杆数量为5根。

8.根据权利要求1所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述交叉波导交叉处的介质杆为非线性介质杆，优选地，所述非线性介质杆的半径取为0.25aμm，无穷大频率处的相对介电常数取为4.5，二阶非线性系数取为0，三阶非线性系数取为0.5μm²/V²，非线性介质杆左右和上下各设置4根线性介质杆，其半径分别取为0.14aμm和0.15aμm。

9.根据权利要求1所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述的X交叉波导与两波导成非90度的角度交叉，优选地，非90度交叉包括30度、45度、60度交叉。

10.根据权利要求1所述基于非线性效应的光子晶体交叉波导超短单脉冲光发生器，其特征在于：所述的分支波导为直波导或弯曲波导。