基于光子晶體共振耦合的波分復用-解復用器的設(shè)計與研究.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在同一數(shù)量級。人們過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,沒有模式存在。通過引入線缺陷,可在光子晶體中形成一個波導。光子晶體波導和光子晶體諧振腔是兩個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、光子晶體諧振腔之間的共振耦合作用作為波分復用研究的基礎(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,利用平面波展開法和時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、環(huán)形諧振腔以及微腔的耦合作用,利用共振耦合理論計算出組合腔的共振耦合頻率。基于光子晶體諧振腔與波導的耦合作用,設(shè)計一種共振耦合腔濾波器。
　　 3.通過兩個光子晶體環(huán)形腔、四個不同尺寸的光子晶體微腔及波導之間

3、的耦合,實現(xiàn)了1310nm、1550nm、1600nm和1650nm四個波長的波分解復用.時域有限差分法模擬分析的結(jié)果表明,僅僅通過調(diào)制輸出波導邊緣介質(zhì)柱的半徑,即可使四個波長的輸出效率均達到90％以上。所設(shè)計的器件不但效率高,而且尺寸小(約為12μm×17μm),在未來的光通信領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用價值。
　　 4.基于環(huán)形腔和三個的組合腔的共振耦合理論,設(shè)計了一種高效超微的三波長波分復用器。該器件由一個環(huán)形腔與三個微腔構(gòu)成,通