光子晶體微腔稀疏波分解復(fù)用器的研究.pdf

1、光子帶隙和光子局域是光子晶體的關(guān)鍵特性，利用這兩種效應(yīng)能夠控制光的傳輸。因此，光子晶體的應(yīng)用一直備受關(guān)注，光子晶體復(fù)用/解復(fù)用器就是一種重要的應(yīng)用。光子晶體點(diǎn)缺陷微腔和微環(huán)允許某些頻率的光波在其中諧振，基于此本文設(shè)計(jì)了兩種解復(fù)用器，并對(duì)其性能進(jìn)行了分析，主要內(nèi)容如下：
　　1）針對(duì)城域網(wǎng)與接入網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了一種基于光子晶體點(diǎn)缺陷微腔的稀疏波分解復(fù)用器。利用平面波展開(kāi)法計(jì)算了二維正方晶格圓柱形硅介質(zhì)柱型光子晶體的帶隙，在此基礎(chǔ)上

2、，通過(guò)引入五點(diǎn)缺陷構(gòu)造了光子晶體微腔，并用時(shí)域有限差分法系統(tǒng)分析了微腔共振波長(zhǎng)與缺陷介質(zhì)柱半徑及折射率的關(guān)系，理論上設(shè)計(jì)了一種符合 ITU G.694.2標(biāo)準(zhǔn)的四信道解復(fù)用器。結(jié)合 Rsoft軟件的仿真分析，結(jié)果表明：五點(diǎn)缺陷微腔共振波長(zhǎng)與缺陷介質(zhì)柱半徑呈非線性關(guān)系，與缺陷介質(zhì)柱折射率差呈線性關(guān)系，解復(fù)用器四信道的中心波長(zhǎng)接近目標(biāo)波長(zhǎng)，峰值半高全寬均小于5.7nm，串?dāng)_均在-15.66dB以下，輸出譜相對(duì)強(qiáng)度均大于90％，輸出功率均衡，

3、為解復(fù)用器的深入研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　2）大半徑空氣孔型光子晶體是目前相對(duì)容易加工的一種光子晶體，本章從實(shí)用目的出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種基于三角晶格空氣孔型光子晶體的解復(fù)用器。首先對(duì)三角晶格圓形空氣孔型光子晶體的帶隙進(jìn)行了計(jì)算和分析，在此基礎(chǔ)上用時(shí)域有限差分法對(duì)單環(huán)光子晶體微腔的諧振波長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該微環(huán)有多個(gè)諧振波長(zhǎng)。然后采用雙環(huán)級(jí)聯(lián)形式構(gòu)造解復(fù)用器，輸出光譜仍有多個(gè)峰。最后采用三環(huán)級(jí)聯(lián)成功地輸出了單波長(zhǎng)光譜，因此，三環(huán)級(jí)聯(lián)