點、線缺陷對非線性光子晶體THz波調(diào)制器性能影響的研究.pdf

1、太赫茲(THz，1THz=1210 Hz)頻段是位于紅外光波和毫米波之間的電磁輻射區(qū)域，THz通信可以解決高速率、超寬帶無線接入問題，THz波調(diào)制器是THz通信系統(tǒng)中關(guān)鍵器件。而光子晶體作為一種新興材料，被廣泛的用于制作光通信系統(tǒng)中的調(diào)制器、光開關(guān)、濾波器等各種功能器件，光子晶體技術(shù)和THz波技術(shù)的結(jié)合為設(shè)計出一種THz波調(diào)制器提供了新的思路。因此，研究太赫茲波段的光子晶體調(diào)制器，對于發(fā)展THz技術(shù)具有重要意義。然而在實際制作中，難免會

2、引入各種各樣的缺陷，這些缺陷會對調(diào)制器的性能產(chǎn)生各種影響。在制備過程中，由于生長工藝或人為等因素而產(chǎn)生的缺陷改變了調(diào)制器的結(jié)構(gòu)，此時的調(diào)制器稱為非理想狀態(tài)下的THz波調(diào)制器。研究各種缺陷對調(diào)制器性能的影響，從而為制作出性能優(yōu)良的THz波調(diào)制器提供理論依據(jù)，為促進(jìn)THz波通信技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
　　本文首先分析了非線性光子晶體THz波調(diào)制器的調(diào)制原理，設(shè)計了一種調(diào)制器的結(jié)構(gòu)，該調(diào)制器采用點缺陷與線缺陷相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，同時引入光控砷化

3、鎵(GaAs)作為可調(diào)諧物質(zhì)。接著應(yīng)用基于FDTD的FullWAVE軟件對調(diào)制器在理想狀態(tài)下的消光比、調(diào)制時間和插入損耗進(jìn)行了仿真分析。然后仿真與計算了各種缺陷對此結(jié)構(gòu)的調(diào)制器的性能影響，主要包括以下三種點、線缺陷情況:半徑變化，位錯及點缺陷的形變，結(jié)果表明，介質(zhì)柱的半徑變化、位錯及點缺陷諧振腔形狀變化對調(diào)制器的消光比影響最大，對調(diào)制時間影響較小，而對調(diào)制器的插入損耗幾乎沒有影響。根據(jù)仿真結(jié)果，制定了每種缺陷的誤差極限標(biāo)準(zhǔn)，為將來大批量