常数a为0.5208微米，使最佳归一化波长为1.55微米,低折射率的第一介质柱为空气方形柱,所述空气方柱的边长为0.432264微米；波导内传输的光波极化形式为TM波；所述第二、三介质补偿散射柱分别为等腰直角三角形空气柱；第二介质柱，即左上角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为0.24微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为0.565微米和0.11微米，其旋转角度为205.8度，旋转角的参考轴为水平右向轴，旋转方向为顺时针方向，X轴方向为水平向右，Z轴方向为垂直向上；第三介质柱，即右下角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为0.2501微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为0.0806微米和0.1051微米，其旋转角度为269.58度；光源距离原点的X向和Z向的位移为(-3.1248，0)(微米)；入射光的初始相位为169.8度。所述高折射率背景介质为硅(Si)，其折射率为
3.4 ;所述低折射率介质为空气。所述光子晶体直角波导的结构尺寸为15aX 15a，在归一化频率为0.336 (ωa/2 Jic)处，光子晶体直角波导的最大回波损耗为45.1ldB和最小插入损耗为 0.0004dB。
[0027]实施例4.所述正方晶格光子晶体的晶格常数a为0.336微米，使最佳归一化波长为1.0O微米，低折射率的第一介质柱为空气方形柱，所述空气方柱的边长为0.27888微米；波导内传输的光波极化形式为TM波；所述第二、三介质补偿散射柱分别为等腰直角三角形空气柱；第二介质柱，即左上角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为0.154657微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为0.364513微米和0.070967微米，其旋转角度为205.8度，旋转角的参考轴为水平右向轴，旋转方向为顺时针方向，X轴方向为水平向右，Z轴方向为垂直向上；第三介质柱，即右下角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为0.161354微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为0.051999微米和0.067805微米，其旋转角度为269.58度；光源距离原点的X向和Z向的位移为(-2.016，O)(微米)；入射光的初始相位为169.8度。所述高折射率背景介质为硅(Si)，其折射率为3.4;所述低折射率介质为空气。所述光子晶体直角波导的结构尺寸为15aX15a。在归一化频率为0.336 (ω a/2 π c)处，光子晶体直角波导的最大回波损耗为45.1ldB和最小插入损耗为0.0004dB。
[0028]实施例5.所述正方晶格光子晶体的晶格常数a为0.49728微米，使最佳归一化波长为1.48微米,低折射率的第一介质柱为空气方形柱,所述空气方柱的边长为0.412742微米；波导内传输的光波极化形式为TM波；所述第二、三介质补偿散射柱分别为等腰直角三角形空气柱；第二介质柱，即左上角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为0.228893微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为0.539479微米和0.105031微米，其旋转角度为205.8度，旋转角的参考轴为水平右向轴，旋转方向为顺时针方向，X轴方向为水平向右，Z轴方向为垂直向上；第三介质柱，即右下角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为0.238804微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为0.076959微米和0.100351微米，其旋转角度为269.58度；光源距离原点的X向和Z向的位移为(-2.98368,0)(微米)；入射光的初始相位为169.8度。所述高折射率背景介质为硅(Si)，其折射率为3.4;所述低折射率介质为空气。所述光子晶体直角波导的结构尺寸为15aX15a，在归一化频率为0.336 (ω a/2 Jic)处，光子晶体直角波导的最大回波损耗为45.1ldB和最小插入损耗为0.0004dB。
[0029]实施例6.所述正方晶格光子晶体的晶格常数a为168微米，使最佳归一化波长为500微米，低折射率的第一介质柱为空气方形柱，所述空气方柱的边长为139.44微米；波导内传输的光波极化形式为TM波；所述第二、三介质补偿散射柱分别为空气等腰直角三角形柱；第二介质柱，即左上角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为77.32872微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为182.2565微米和35.48328微米，其旋转角度为205.8度，旋转角的参考轴为水平右向轴，旋转方向为顺时针方向，X轴方向为水平向右，Z轴方向为垂直向上；第三介质柱，即右下角等腰直角三角形低折射率介质补偿散射柱的直角边长为80.67696微米；其以原点为基准在X向和Z向的位移分别为25.99968微米和33.9024微米，其旋转角度为269.58度；光源距离原点的X向和Z向的位移为(-1008，0)(微米)；入射光的初始相位为169.8度。所述高折射率背景介质为硅(Si)，其折射率为3.4;所述低折射率介质为空气。所述光子晶体直角波导的结构尺寸为15aX15a，在归一化频率为0.336 (ω a/2 Jic)处，光子晶体直角波导的最大回波损耗为45.1ldB和最小插入损耗为0.0004dB。
[0030]以上之详细描述仅为清楚理解本发明，而不应将其看做是对本发明不必要的限制，因此对本发明的任何改动对本领域中的技术熟练的人是显而易见的。
【主权项】
1.方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，它由低折射率的第一介质柱在高折射率背景介质中按正方晶格排列而成的光子晶体，在所述光子晶体中移除一排和一列低折射率的第一介质柱以形成直角波导；在所述直角波导的两个拐弯处分别设置低折射率的第二、三介质柱；所述第二、三介质柱为补偿散射柱；所述第二、三补偿散射柱为低折射率介质柱或者空气孔；所述第一介质柱为低折射率方柱或者空气方孔。2.按照权利要求1所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述第二、三介质补偿散射柱为等腰直角三角形低折射率柱或者空气孔、弓形低折射率柱或者空气孔、方低折射率柱或者空气孔、三角低折射率柱或者空气孔、多边形低折射率柱或者空气孔，或者横截面轮廓线为圆滑封闭曲线的低折射率柱，或者空气孔。3.按照权利要求2所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述第二、三介质补偿散射柱分别为等腰直角三角形低折射率柱或者空气孔。4.按照权利要求1所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述高折射率背景介质的材料为硅、砷化镓、二氧化钛，或者折射率大于2的介质。5.按照权利要求4所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述高折射率背景介质材料为硅，其折射率为3.4。6.按照权利要求1所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述低折射率背景介质为空气、真空、氟化镁、二氧化硅，或者折射率小于1.6的介质。7.按照权利要求6所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述低折射率背景介质为空气。8.按照权利要求1所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述直角波导为TM工作模式波导。9.按照权利要求1所述的方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，其特征在于，所述直角波导结构的面积大于或等于7aX7a，所述a为光子晶体的晶格常数。
【专利摘要】本发明公开了一种方孔式正方晶格光子晶体低折射率双补偿散射柱直角波导，它由低折射率的第一介质柱在高折射率背景介质中按正方晶格排列而成的光子晶体，在所述光子晶体中移除一排和一列低折射率的第一介质柱以形成直角波导；在所述直角波导的两个拐弯处分别设置低折射率的第二、三介质柱；所述第二、三介质柱为补偿散射柱；所述第二、三介质补偿散射柱为低折射率介质柱或者空气孔；所述第一介质柱为低折射率方柱或者空气方孔。本发明的结构具有极低的反射率和非常高的传输率，便于大规模光路集成，这为光子晶体的应用提供了更广阔的空间。
【IPC分类】G02B6/122
【公开号】CN104950383
【申请号】CN201410515265
【发明人】欧阳征标, 黄浩
【申请人】欧阳征标, 深圳大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年9月29日