张晓金， 梁龙学， 吴小所,*， 韩根亮

(1. 兰州交通大学 电子与信息工程学院， 甘肃 兰州 730070； 2. 甘肃省科学院 传感技术研究所， 甘肃 兰州 730070)

1 引 言

光子晶体[1]是由不同介电常数材料周期性排列而成的人工结构，具有光子带隙[2]和光子局域[3]两大基本特性。光子晶体根据维度的不同可分为一维、二维和三维光子晶体。其中一维光子晶体只在一个维度上存在光子带隙，与二维和三维光子晶体相比有一定的局限性；三维光子晶体由于结构复杂且制备工艺不够成熟，所以制成性能优良的三维光子晶体还存在困难。因此，近些年二维光子晶体的研究引起了较多的关注。目前，光通信和光信息处理过程中不可避免要使用“电-光”和“光-电”转换，在该过程中能量转换会带来一定程度的损耗且低的转换效率会给光通信与光信号处理带来诸多不便。为了解决这些问题，全光网络的研究成为了热点，并且已经设计出了许多全光器件，如基于时分复用的多点式环形腔光纤电流传感器[4]、高功率全光纤光载微波信号功率放大器[5]和100 W全光纤化高重频窄脉宽光纤激光器[6]等。光计算是全光网络的重要组成部分，而全光逻辑门又是光计算的基础，因此全光逻辑门的设计引起了大量的关注[7-8]。二维光子晶体在光传输和光控制方面有很多其他材料不具备的优势，因此将二维光子晶体用于逻辑门结构的设计引起了研究热潮。2011年，Ishizaka等[9]提出一种X结构二维光子晶体逻辑门，实现了与和异或逻辑功能。……