柔性光子晶體波導及柔性光子晶體波導分支的研究.pdf

1、集成電路技術在過去幾十年間獲得了飛速發(fā)展，電子器件尺寸按摩爾定律不斷縮小，目前實驗室中晶體管的柵極長度已經(jīng)達到了十幾納米。與之相比，光子器件的集成技術則要落后很多，光波導器件的橫向尺寸通?？梢赃_到微米量級，而縱向尺寸卻保持在毫米到厘米量級，所以光波導器件具有“狹長”的典型結(jié)構(gòu)特征。如何減小光波導器件的尺寸是高密度集成光路發(fā)展所面臨的一個難題，并已成為當前國際范圍內(nèi)的一個研究熱點。目前，光子晶體波導，高折射率差介質(zhì)波導和表面等離子體波導被

2、認為是有可能實現(xiàn)光波導器件微型化的關鍵技術，引起了研究學者們的廣泛興趣。
　　在本文中，基于一維光子晶體全方向反射特性，提出了一種新的光子晶體波導形式——柔性光子晶體波導。分別使用平面波展開方法和時域有限差分方法計算了該波導的色散特性和傳輸特性。數(shù)值計算結(jié)果表明，這種結(jié)構(gòu)簡單的柔性光子晶體波導，無需任何優(yōu)化，就可以在僅為幾個波長的彎曲曲率半徑下實現(xiàn)任意角度彎曲，其柔性或者靈活程度猶如電子學中的電線一般。
　　通過對這種柔性光

3、子晶體波導的橫電導波模式和橫磁導波模式的比較研究，發(fā)現(xiàn)工作于橫電模式時，這種柔性光子晶體波導可以更為緊湊的方式實現(xiàn)任意角度彎曲。對于任意角度的波導拐角，橫電模式柔性波導的彎曲曲率半徑可以減少到兩個波長以內(nèi)，僅相當與橫磁模式柔性波導彎曲曲率半徑的27％。這一研究結(jié)果為將來實際應用中的工作模式選擇提供了理論依據(jù)。
　　基于柔性光子晶體波導，提出了一種基本Y分支結(jié)構(gòu)。將這種基本Y分支與柔性光子晶體波導相結(jié)合，可以構(gòu)建具有任意分支角度的柔