基于光子晶體共振耦合的波分復(fù)用-解復(fù)用器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、光子晶體是介電常數(shù)呈空間周期變化的人工材料,而且其空間周期與光波波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)。人們過(guò)去大多主要研究具有禁帶的光子晶體的一些性質(zhì),在禁帶中,沒(méi)有模式存在。通過(guò)引入線缺陷,可在光子晶體中形成一個(gè)波導(dǎo)。光子晶體波導(dǎo)和光子晶體諧振腔是兩個(gè)組成各種光電器件的最基本元件,因其體積小,易于大規(guī)模集成而具有廣泛的應(yīng)用。本論文是以光子晶體波導(dǎo)、光子晶體諧振腔之間的共振耦合作用作為波分復(fù)用研究的基礎(chǔ)。
　　 1.采用耦合模理論分析光子晶體環(huán)形諧

2、振腔與微腔所具有的相關(guān)性質(zhì),首先得與對(duì)光子晶體微腔的大小、耦合特性、諧振頻率等性能相關(guān)的影響參數(shù);其次,利用平面波展開(kāi)法和時(shí)域有限差分法研究光波在環(huán)形腔中的傳輸和耦合特性。
　　 2.根據(jù)耦合模理論研究光子晶體波導(dǎo)、環(huán)形諧振腔以及微腔的耦合作用,利用共振耦合理論計(jì)算出組合腔的共振耦合頻率。基于光子晶體諧振腔與波導(dǎo)的耦合作用,設(shè)計(jì)一種共振耦合腔濾波器。
　　 3.通過(guò)兩個(gè)光子晶體環(huán)形腔、四個(gè)不同尺寸的光子晶體微腔及波導(dǎo)之間

3、的耦合,實(shí)現(xiàn)了1310nm、1550nm、1600nm和1650nm四個(gè)波長(zhǎng)的波分解復(fù)用.時(shí)域有限差分法模擬分析的結(jié)果表明,僅僅通過(guò)調(diào)制輸出波導(dǎo)邊緣介質(zhì)柱的半徑,即可使四個(gè)波長(zhǎng)的輸出效率均達(dá)到90％以上。所設(shè)計(jì)的器件不但效率高,而且尺寸小(約為12μm×17μm),在未來(lái)的光通信領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 4.基于環(huán)形腔和三個(gè)的組合腔的共振耦合理論,設(shè)計(jì)了一種高效超微的三波長(zhǎng)波分復(fù)用器。該器件由一個(gè)環(huán)形腔與三個(gè)微腔構(gòu)成,通