【I777694】基於光子晶體的定向耦合器

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【I777694】基於光子晶體的定向耦合器

公告號	I777694
公告日	2022/09/11
公報卷期	49-26
證書號	I777694
申請號	110127590 E
申請日	2021/07/27
公報IPC	G02B 6/26(2006.01); H01P 5/18(2006.01)
當前IPC	G02B 6/26(2006.01); H01P 5/18(2006.01)
申請人	國立高雄科技大學高雄市三民區建工路415號 (中華民國) (TW)
當前專利權人	國立高雄科技大學
發明人	吳曜東 (中華民國) (TW); 許翼鈞 (中華民國) (TW); 施天從 (中華民國) (TW)
代理人	高玉駿; 楊祺雄
審查委員	施孝欣
摘要	一種基於光子晶體的定向耦合器(Directional Coupler)，具有兩個用於供輸入光源信號以作為邏輯開關的信號輸入通道，及一介於該兩個信號輸入通道之間，供用於恆輸入參考光源信號的參考信號通道，利用該兩個信號輸入通道及該參考信號通道，形成一個具有3Y型的定向耦合元件，再利用將信號輸出末段設計成不對稱結構，藉由不對稱結構設計提升該定向耦合器訊號的傳輸能力，提升高低邏輯的輸出對比度，而可作為全光學式反互斥或邏輯閘(XNOR Logic Gate)，以應用於光通訊領域。

專利範圍

1.

一種基於光子晶體的定向耦合器，包含：兩個信號輸入通道，供接收一輸入光源訊號，每一f個信號輸入通道具有一輸入通道段，及一輸入干涉通道段，該兩個信號輸入通道的輸入通道段各自具有一45°度彎折角且彼此相向延伸，該兩個信號輸入通道的輸入干涉通道段分別自相應的該輸入通道段末端沿一第一方向彼此平行延伸；及一參考信號通道，介於該兩個信號輸入通道之間，具有一成六邊形的信號干涉區，及分別位於該信號干涉區之相對兩端的一參考信號輸入段、一信號輸出段，及一輸出耦合段，該參考信號輸入段用於接收一恆輸入之參考光源信號，該信號干涉區具有兩個分別自該參考信號輸入段的末端成45°度並各自向相鄰的該輸入通道段延伸的信號通道段、兩個分別自相應的該信號通道段的末端與相鄰的該輸入干涉通道段平行延伸的信號干涉通道段，及兩個分別自該信號干涉通道段末端成45°度彎折角且彼此相向延伸的通道末段，該信號輸出段及該輸出耦合段分別自該兩個通道末段彼此平行延伸，該信號輸出段的長度大於該輸出耦合段並供輸出訊號。
- 2.
  
  如請求項1所述的基於光子晶體的定向耦合器，其中，該信號干涉通道段與相鄰的該輸入干涉通道段之間，以及該信號輸出段及該輸出耦合段之間是藉由沿該第一方向排列的單排介質柱彼此間隔。
- 3.
  
  如請求項1所述的基於光子晶體的定向耦合器，其中，該輸入干涉通道段的長度不小於相鄰的該信號干涉通道段長度的一半。
- 4.
  
  如請求項1所述的基於光子晶體的定向耦合器，其中，該信號輸出段及該輸出耦合段的長度比值介於0.7~0.8。
- 5.
  
  如請求項1所述的基於光子晶體的定向耦合器，其中，該信號干涉通道段與相鄰的該輸入干涉通道段的重疊區域長度分別為L1、L2，該信號輸出段及該輸出耦合段的重疊區域長度為L3，且L1：L2介於0.9~1.2，L1：L3介於0.9~1.2。
- 6.
  
  如請求項1所述的基於光子晶體的定向耦合器，其中，該每一個信號輸入通道的該輸入通道段具有一信號輸入段及一與該信號輸入段成45°度彎折的彎折段，且該等信號輸入段與該參考信號輸入段沿一第二方向等間隔分佈且平行設置。
- 7.
  
  如請求項1所述的基於光子晶體的定向耦合器，其中，該光子晶體為具有二維三角晶格結構，該輸入光源訊號及該參考光源信號為橫磁波，且該定向耦合器於輸出邏輯值為1時的傳輸效率大於80%。

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