详情

原文传递一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构

专利名称：	一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构
摘要：	本发明公开了一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，所述阵列传感结构基于空气孔呈三角晶格的二维光子晶体结构进行设计的，所述二维光子晶体结构为圆形空气柱在硅板上呈三角形晶格进行周期排列而形成的二维光子晶体硅平板结构，通过移除中间一行的空气孔形成光子晶体线型波导W1，在W1波导两侧各引入三个光子晶体微腔，每个光子晶体微腔包括聚集呈边长小于晶格常数a的等边三角形排列的三个空气孔，并在垂直于三角形边长的垂线方向各放置一个小空气孔作为功能孔，所述功能孔半径r2小于空气孔半径R，本发明通过分析计算得到每个光子晶体微腔的品质因子Q和灵敏度S都分别超过1×104和120nm/RUI。
专利类型：	发明专利
申请人：	燕山大学
发明人：	王书涛;程琪;孔德明
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010025567.X
公开号：	CN111157491A
代理机构：	石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张建
分类号：	G01N21/41;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/41
申请人地址：	066004 河北省秦皇岛市海港区河北大街438号
主权项：	1.一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，其特征在于：所述阵列传感结构基于空气孔呈三角晶格的二维光子晶体结构进行设计的，所述二维光子晶体结构为圆形空气柱在硅板上呈三角形晶格进行周期排列而形成的二维光子晶体硅平板结构，通过移除中间一行的空气孔形成光子晶体线型波导W1，在W1波导两侧各引入三个光子晶体微腔，每个光子晶体微腔包括聚集呈边长小于晶格常数a的等边三角形排列的三个空气孔，并在垂直于三角形边长的垂线方向各放置一个小空气孔作为功能孔，所述功能孔半径r2小于空气孔半径R。 2.根据权利要求1所述的一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，其特征在于：为进一步增强光波导带宽，减弱光波导有效折射率被周期调制而形成布拉格反射镜效应，将位于W1波导两侧并与之相邻的两行空气孔由圆形改为半圆形且半圆形空气孔的半径增大到1.5R。 3.根据权利要求1所述的一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，其特征在于：通过改变功能孔半径r2，调节光子晶体微腔的品质因子Q和灵敏度S。 4.根据权利要求1所述的一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，其特征在于：通过改变功能孔与等边三角形各边垂线的角度θ，使之绕该等边三角形的中心进行旋转，调节光子晶体微腔的品质因子Q。 5.根据权利要求1所述的一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，其特征在于：所述光子晶体结构尺寸为25a×20a，空气柱阵列大小为24×19，硅板厚度T=0.61a，硅的折射率为3.45。 6.根据权利要求5所述的一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，其特征在于：所述空气孔半径R=0.43a，w1光波导宽度Wg为2R，晶格常数a为615nm。 7.根据权利要求3或4所述的一种光子晶体微腔与光波导侧向耦合的阵列传感结构，其特征在于：所述光子晶体微腔的品质因子Q超过1×104，灵敏度S超过120nm/RUI。
所属类别：	发明专利