[发明专利]一种光子晶体波分模分混合复用解复用器及方法

权利要求书

1.一种光子晶体波分模分混合复用解复用器，其特征在于该光子晶体的波分模分混合复用解复用器包括二维正方晶格光子晶体(1)、单模波导一(2)、单模波导二(3)、单模波导三(4)、单模波导四(5)、单模直角波导一(6)、单模直角波导二(7)、锥形渐变波导(8)、多模波导(9)、组合谐振腔一(10)、组合谐振腔二(11)、组合谐振腔三(12)、组合谐振腔四(13)、波长选择反射微腔一(14)、波长选择反射微腔二(15)、波长选择反射微腔三(16)、波长选择反射微腔四(17)；其中，

多模波导(9)、锥形渐变波导(8)、单模波导三(4)在X-Z平面内的上部从左到右顺序连接成一个整体；组合谐振腔一(10)、组合谐振腔二(11)分别位于单模波导三(4)的两旁，波长选择反射微腔一(14)、波长选择反射微腔二(15)也分别位于单模波导三(4)的两旁，单模波导一(2)位于组合谐振腔一(10)的上方，单模波导二(3)位于组合谐振腔二(11)的下方；

单模直角波导二(7)在X-Z平面内的左下部，组合谐振腔三(12)、组合谐振腔四(13)分别位于单模直角波导二(7)在X轴方向的两旁，波长选择反射微腔三(16)、波长选择反射微腔四(17)也分别位于单模直角波导二(7)在X轴方向的两旁，单模波导四(5)位于组合谐振腔四(13)的下方，单模直角波导一(6)位于组合谐振腔三(12)的上方；

所述的二维正方晶格光子晶体(1)是沿X-Z平面周期性分布的介质柱型硅光子晶体；在二维正方晶格光子晶体(1)中移除一排介质柱构成单模波导一(2)、单模波导二(3)、单模波导三(4)、单模波导四(5)、单模直角波导一(6)、单模直角波导二(7)；上下平移二维正方晶格光子晶体(1)构成多模波导(9)；在单模波导三(4)和多模波导(9)之间为锥形渐变波导(8)；组合谐振腔一(10)、组合谐振腔二(11)、组合谐振腔三(12)、组合谐振腔四(13)、波长选择反射微腔一(14)、波长选择反射微腔二(15)、波长选择反射微腔三(16)、波长选择反射微腔四(17)为分别由5个介质柱组合构造而成。

2.一种如权利要求1所述的光子晶体波分模分混合复用解复用器的复用解复方法，其特征在于，复用时，1530nm的TE₀模从单模波导一(2)输入，与组合谐振腔一(10)的谐振频率一致，耦合进组合谐振腔一(10)进入单模波导三(4)传输，经过波长选择反射微腔一(14)的作用向左传输，依次通过锥形渐变波导(8)、多模波导(9)输出；

1550nm的TE₀模从单模波导二(3)输入，与组合谐振腔二(11)的谐振频率一致，耦合进组合谐振腔二(11)进入单模波导三(4)传输，经过波长选择反射微腔二(15)的作用向左传输，依次通过锥形渐变波导(8)、多模波导(9)输出；

1530nm的TE₀模从单模直角波导一(6)输入，与组合谐振腔三(12)的谐振频率一致，耦合进组合谐振腔三(12)进入单模直角波导二(7)传输，经过波长选择反射微腔三(16)的作用向右传输，经过耦合进入多模波导(9)并且转换成TE₁模向左输出；

1550nm的TE₀模从单模波导四(5)输入，与组合谐振腔四(13)的谐振频率一致，耦合进组合谐振腔四(13)进入单模直角波导二(7)传输，经过波长选择反射微腔四(17)的作用向右传输，经过耦合进入多模波导(9)并且转换成TE₁模向左输出；

复用时，上述四个过程同时进行；最终在多模波导(9)输出端口处有1530nm的TE₀、TE₁模以及1550nm的TE₀、TE₁模四个信道的信号输出，从而实现了波分模分混合复用。

3.一种如权利要求1所述的基于光子晶体的波分模分混合复用解复用器的复用解复方法，其特征在于，解复用时，1530nm的TE₀、TE₁模以及1550nm的TE₀、TE₁模这四个信道的信号同时从多模波导(9)的左端输入，解复用后从单模波导一(2)和单模直角波导一(6)输出1530nm的TE₀模；单模波导二(3)和单模波导四(5)输出1550nm的TE₀模；解复用为复用的逆过程。