[发明专利]基于光子晶体的紧凑型偏振分束器

权利要求书

1.一种基于光子晶体的紧凑型偏振分束器，包括包层和偏振分束器主体结构，所述的偏振分束器主体结构位于所述的包层内部，且被所述的包层完全包裹住，所述的包层的材料为二氧化硅，其特征在于所述的偏振分束器主体结构包括第一直波导、耦合区波导、第二直波导、S型连接波导和第三直波导，所述的耦合区波导为直波导形状，所述的第一直 波导、所述的耦合区波导、所述的第二直波导、所述的S型连接波导和所述的第三直波导的材料均为硅，所述的第一直波导、所述的耦合区波导、所述的第二直波导、所述的S型连接波导和所述的第三直波导的高度方向均为上下方向，所述的第一直波导、所述的耦合区波导、所述的第二直波导、所述的S型连接波导和所述的第三直波导的宽度方向均为前后方向，所述的第一直波导、所述的耦合区波导、所述的第二直波导、所述的S型连接波导和所述的第三直波导的长度方向均为左右方向，所述的S型连接波导由直波导弯折后形成，所述的第一直波导、所述的耦合区波导、所述的第二直波导、所述的S型连接波导和所述的第三直波导的高度均为220nm，所述的第一直波导、所述的耦合区波导、所述的第二直波导、所述的S型连接波导和所述的第三直波导的下端面位于同一平面，所述的第一直波导、所述的第二直波导、所述的S型连接波导和所述的第三直波导宽度均为0.6um，所述的耦合区波导的宽度为0.75um，所述的第一直波导的左端面作为所述的紧凑型偏振分束器的输入端，所述的S型连接波导的左端面与所述的第一直波导的右端面连接且两者重合，所述的第三直波导的左端面与所述的S型连接波导的右端面连接且两者重合，所述的第三直波导的右端面为所述的紧凑型偏振分束器的第一输出端，所述的耦合区波导位于所述的第一直波导的前侧，所述的第一直波导的前端面与所述的耦合区波导的后端面之间的距离为0.1um，所述的耦合区波导的右端面与所述的第一直波导的右端面位于同一平面，所述的第二直波导的左端面与所述的耦合区波导的右端面贴合连接，且所述的第二直波导的后端面与所述的耦合区波导的后端面位于同一平面，所述的第二直波导的右端面为所述的紧凑型偏振分束器的第二输出端，所述的第三直波导的右端面与所述的第二直波导的右端面位于同一平面，所述的第三直波导的前端面与所述的第二直波导的后端面之间的距离大于所述的第一直波导的前端面与所述的耦合区波导的后端面之间的距离； 所述的耦合区波导中采用嵌入式方式设置有结构尺寸均相同的二十五个圆柱形光子晶体，每个所述的圆柱形光子晶体的材料均为二氧化硅，每个所述的圆柱形光子晶体的直径均为100nm，高度均为100nm，二十五个所述的圆柱形光子晶体的轴向均沿上下方向，二十五个所述的圆柱形光子晶体的上表面与所述的耦合区波导的上表面位于同一平面，第一个圆柱形光子晶体的中心轴线位于所述的耦合区波导的左端面的右侧以及所述的耦合区波导后端面的前侧，第一个圆柱形光子晶体的中心轴线与所述的耦合区波导的左端面之间的距离为0.3um，第一个圆柱形光子晶体的中心轴线与所述的耦合区波导的后端面之间的距离为0.225um，第二个圆柱形光子晶体位于第一个圆柱形光子晶体的右侧，第二个圆柱形光子晶体的中心轴与第一个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第三个圆柱形光子晶体位于第二个圆柱形光子晶体的右侧，第三个圆柱形光子晶体的中心轴与第二个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第四个圆柱形光子晶体位于第三个圆柱形光子晶体的右侧，第四个圆柱形光子晶体的中心轴与第三个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第五个圆柱形光子晶体位于第四个圆柱形光子晶体的右侧，第五个圆柱形光子晶体的中心轴与第四个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第六个圆柱形光子晶体位于第五个圆柱形光子晶体的右侧，第六个圆柱形光子晶体的中心轴与第五个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第七个圆柱形光子晶体位于第六个圆柱形光子晶体的右侧，第七个圆柱形光子晶体的中心轴与第六个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.9um，第八个圆柱形光子晶体位于第七个圆柱形光子晶体的右侧，第八个圆柱形光子晶体的中心轴与第七个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.6um，第九个圆柱形光子晶体位于第一个圆柱形光子晶体的前侧以及所述的耦合区波导的左端面的右侧，第九个圆柱形光子晶体的中心轴与第一个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第九个圆柱形光子晶体与所述的耦合区波导的左端面的距离为0.3um，第十个圆柱形光子晶体位于第九个圆柱形光子晶体的右侧，第十个圆柱形光子晶体的中心轴与第九个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十一个圆柱形光子晶体位于第十个圆柱形光子晶体的右侧，第十一个圆柱形光子晶体的中心轴与第十个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十二个圆柱形光子晶体位于第十一个圆柱形光子晶体的右侧，第十二个圆柱形光子晶体的中心轴与第十一个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十三个圆柱形光子晶体位于第十二个圆柱形光子晶体的右侧，第十三个圆柱形光子晶体的中心轴与第十二个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十四个圆柱形光子晶体位于第十三个圆柱形光子晶体的右侧，第十四个圆柱形光子晶体的中心轴与第十三个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十五个圆柱形光子晶体位于第十四个圆柱形光子晶体的右侧，第十五个圆柱形光子晶体的中心轴与第十四个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十六个圆柱形光子晶体位于第十五个圆柱形光子晶体的右侧，第十六个圆柱形光子晶体的中心轴与第十五个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十七个圆柱形光子晶体位于第十六个圆柱形光子晶体的右侧，第十七个圆柱形光子晶体的中心轴与第十六个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十八个圆柱形光子晶体位于第十七个圆柱形光子晶体的右侧，第十八个圆柱形光子晶体的中心轴与第十七个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第十九个圆柱形光子晶体位于第十八个圆柱形光子晶体的右侧，第十九个圆柱形光子晶体的中心轴与第十八个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第二十个圆柱形光子晶体位于第十九个圆柱形光子晶体的右侧，第二十个圆柱形光子晶体的中心轴与第十九个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为1.2um，第二十一个圆柱形光子晶体位于第二十个圆柱形光子晶体的右侧，第二十一个圆柱形光子晶体的中心轴与第二十个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第二十二个圆柱形光子晶体位于第二十一个圆柱形光子晶体的右侧，第二十二个圆柱形光子晶体的中心轴与第二十一个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第二十三个圆柱形光子晶体位于第二十二个圆柱形光子晶体的右侧，第二十三个圆柱形光子晶体的中心轴与第二十二个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第二十四个圆柱形光子晶体位于第二十三个圆柱形光子晶体的右侧，第二十四个圆柱形光子晶体的中心轴与第二十三个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第二十五个圆柱形光子晶体位于第二十四个圆柱形光子晶体的右侧，第二十五个圆柱形光子晶体的中心轴与第二十四个圆柱形光子晶体的中心轴的距离为0.3um，第一个圆柱形光子晶体、第二个圆柱形光子晶体、第三个圆柱形光子晶体、第四个圆柱形光子晶体、第五个圆柱形光子晶体、第六个圆柱形光子晶体、第七个圆柱形光子晶体和第八个圆柱形光子晶体的中心轴位于同一平面，且该平面与所述的耦合区波导的前端面平行，第九个圆柱形光子晶体、第十个圆柱形光子晶体、第十一个圆柱形光子晶体、第十二个圆柱形光子晶体、第十三个圆柱形光子晶体、第十四个圆柱形光子晶体、第十五个圆柱形光子晶体、第十六个圆柱形光子晶体、第十七个圆柱形光子晶体、第十八个圆柱形光子晶体、第十九个圆柱形光子晶体、第二十个圆柱形光子晶体、第二十一个圆柱形光子晶体、第二十二个圆柱形光子晶体、第二十三个圆柱形光子晶体、第二十四个圆柱形光子晶体和第二十五个圆柱形光子晶体的中心轴位于同一平面，且该平面与所述的耦合区波导的前端面平行。