二維光子晶體多通道濾波器的設(shè)計(jì).pdf

1、不同介電常數(shù)的材料在空間中周期性排列形成的光子晶體，具有光子禁帶和光子局域兩大主要特性。利用這些特性，在光子晶體結(jié)構(gòu)中引入點(diǎn)/線缺陷，能夠制作出易于大規(guī)模集成的高性能、低損耗和微尺寸的光學(xué)器件。本文研究了波導(dǎo)、微腔和環(huán)形諧振腔等基本結(jié)構(gòu)，并結(jié)合幾種結(jié)構(gòu)的耦合特性，設(shè)計(jì)和優(yōu)化了多通道光子晶體濾波器。
　　首先，研究光子晶體波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)特性，利用平行波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)光波的耦合，并結(jié)合耦合長(zhǎng)度對(duì)不同光波具有選擇性等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了三通道平行波導(dǎo)濾波器

2、。在此基礎(chǔ)上，增加入射端介質(zhì)柱密度降低光波反射，調(diào)節(jié)耦合介質(zhì)柱半徑降低光波散射，從而進(jìn)一步提高濾波器工作效率。優(yōu)化之后，1310nm、1490nm和1550nm透射率分別是82.4％、91.2%和76.6%。這種方式設(shè)計(jì)的三通道濾波器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸為400.5μm2，但是各通道間串?dāng)_比較大，造成1550nm波長(zhǎng)的透射率只有76.6%。
　　其次，研究了光子晶體微腔的結(jié)構(gòu)特性，利用微腔和波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)光波的耦合，并結(jié)合微腔諧振波長(zhǎng)帶寬窄等

3、特性，設(shè)計(jì)了三通道微腔濾波器，1400nm、1490nm和1550nm透射率分別是88.9%、90.8%和82.2%。微腔耦合方式設(shè)計(jì)的三通道濾波器尺寸為153.8μm2，傳輸效率也比平行波導(dǎo)耦合方式高，設(shè)計(jì)方式更靈活，但是隨著微腔數(shù)目的增加，增大了各通道間的串?dāng)_，也造成單通道透射率降低，不利于多通道之間的大規(guī)模集成。
　　最后，分析了環(huán)形諧振腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用其與波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)光波耦合，并結(jié)合其多模特性以及諧振波長(zhǎng)帶寬窄的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的