[发明专利]一种光子晶体定向耦合器

权利要求书

1.一种光子晶体定向耦合器，其包括基板以及垂直设置在该基板上的若干介质柱，该若干介质柱围出两个相互独立的主波导线缺陷（9）与耦合波导线缺陷（10），主波导线缺陷（9）与耦合波导线缺陷（10）之间间隔有至少一排介质柱，其特征在于，该排介质柱均为跑道型介质柱（7），其余介质柱均为圆柱型介质柱（2）。

2.如权利要求1所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：位于该排介质柱一侧的介质柱区域为主波导部分（8），位于该排介质柱相对一侧的介质柱区域为直角转弯耦合波导部分（5），主波导部分（8）、直角转弯耦合波导部分（5）以及它们之间的这排跑道型介质柱（7）构成光子晶体定向耦合器的主体结构。

3.如权利要求2所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：主波导部分（8）为W1型光子晶体直波导。

4.如权利要求2所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：直角转弯耦合波导部分（5）为W1型直角转弯波导。

5.如权利要求2所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：圆柱型介质柱（2）高度为h₁、半径为r，该跑道型介质柱（7）的高度为h₁，该跑道型介质柱（7）的横截面上垂直于主波导部分（8）走向方向上的拉伸长度为t，该跑道型介质柱（7）的跑道半径为r₁，其中t大于零，r1大于或小于r。

6.如权利要求1所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：该基板包括二氧化硅埋层（3）以及硅衬底层（4），圆柱型介质柱（2）与跑道型介质柱（7）设置该二氧化硅埋层（3）上，二氧化硅埋层（3）位于硅衬底层（4）上。

7.如权利要求1所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：该基板包括顶硅层、二氧化硅埋层和衬底硅层，圆柱型介质柱与跑道型介质柱形成于该顶硅层上而与该顶硅层为一体结构，该顶硅层位于二氧化硅埋层上，二氧化硅埋层位于硅衬底层上。

8.如权利要求6所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：二氧化硅埋层（3）的厚度为3μm，跑道型介质柱（7）的高度为220nm，硅衬底层（4）的厚度为600μm。

9.如权利要求1所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：主波导线缺陷（9）包括水平部分以及与该水平部分垂直的垂直部分，耦合波导线缺陷（10）呈“一”字形且平行于该水平部分，耦合波导线缺陷（10）与水平部分间隔该排介质柱，该排介质柱平行于耦合波导线缺陷（10），该排介质柱的长度与该水平部分的长度相同。

10.如权利要求1所述的光子晶体定向耦合器，其特征在于：该若干介质柱呈阵列式排列。