二維四信道光子晶體濾波器的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、光子晶體是一種由不同介電常數(shù)的介質(zhì)材料在空間上周期性分布而組成的人工材料結(jié)構(gòu),于1987年被E.Yabfonovitch和S.John同時(shí)提出。同固體理論中所研究的半導(dǎo)體情況類似,光子晶體結(jié)構(gòu)被稱為“光子”的半導(dǎo)體?！肮庾訋丁笔枪庾泳w所具有的最突出的特點(diǎn),即頻率處于該晶體光子帶隙中的光電磁波是被禁止傳播的。通過在光子晶體結(jié)構(gòu)中精心設(shè)計(jì)一缺陷,能夠在光子帶隙中引入“缺陷態(tài)”。因此這些缺陷態(tài)賦予光子晶體更加廣泛的應(yīng)用,例如光子晶體微諧振

2、腔、光子晶體波導(dǎo)等。此外,光子晶體作為光子的導(dǎo)體也可以用來制作多種光器件。同傳統(tǒng)的光器件相比,新型的光子晶體光器件具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等特點(diǎn)。且這些特點(diǎn)使光子晶體器件在將來的全光通信網(wǎng)絡(luò)和光集成器件中具有廣泛的應(yīng)用前景。因此光子晶體器件的相關(guān)研究獲得了廣泛的關(guān)注且成為當(dāng)前光通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在波分復(fù)用光通信系統(tǒng)(WDM)中,光濾波器主要負(fù)責(zé)處理特定信道或者多個(gè)信道的信號(hào)。岡此在大力提倡全光通信網(wǎng)絡(luò)的今天,光子晶體光濾波器的設(shè)計(jì)自然地成

3、為了研究重點(diǎn)。本論義的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,基于光子晶體的介質(zhì)空間周期性分布的特點(diǎn),對(duì)麥克斯韋方程組進(jìn)行了推導(dǎo),推導(dǎo)出了光子晶體中的電磁場(chǎng)表達(dá)式。同時(shí)推導(dǎo)了本文中使用較多的時(shí)域耦合模理論進(jìn),推導(dǎo)出了時(shí)域耦合模方程的表達(dá)式:然后,討論了組成光子晶體的單元形狀對(duì)光子帶隙大小的影響。通過分析發(fā)現(xiàn),不單組成光子晶體的單元形狀影響著光子晶體的帶隙大小,此外組成光子晶體的材料介電常數(shù)、光子晶體的周期性分布結(jié)構(gòu)及在光子晶體結(jié)構(gòu)中介質(zhì)的占空比同樣影響