光子晶體偏振光分束器的理論研究.pdf

1、光子晶體是一種介電常數(shù)不同的材料在空間上按一定周期排列而成的結(jié)構(gòu)，具有“光子禁帶”和“光子局域”特征。目前基于光子晶體的特征已能夠制備出多種光學(xué)器件，如光子晶體光纖、光子晶體波分復(fù)用/解復(fù)用器、光子晶體濾波器、光子晶體開(kāi)關(guān)和光子晶體偏振光分束器等元件。光子晶體偏振光分束器是光通信中的重要器件，它能夠?qū)蓛上嗷フ坏碾姶挪ㄆ衲Ｊ椒珠_(kāi)并沿不同的方向傳播。目前關(guān)于光子晶體偏振光分束器的研究主要基于光子晶體的自準(zhǔn)直效應(yīng)、定向耦合效應(yīng)、光子禁帶

2、等特性而展開(kāi)的。
　　 本論文的主要研究?jī)?nèi)容:
　　 1、基于偏振模式不同的光波在二維光子晶體中的傳播特性不同，設(shè)計(jì)出一個(gè)支路半徑相同的Y型二維光子晶體偏振光分束器。通過(guò)時(shí)域有限差分法對(duì)該分束器進(jìn)行數(shù)值計(jì)算與模擬分析，結(jié)果表明:該分束器能夠?qū)崿F(xiàn)TE模和TM模平行、高效分束;當(dāng)波長(zhǎng)為1.55μm的高斯脈沖入射時(shí)，TE模透射率可達(dá)97％，TM模透射率可達(dá)93.5％，且該結(jié)構(gòu)尺寸僅有6.3μm×6.8μm。
　　 2、

3、基于不同結(jié)構(gòu)的光子晶體具有不同的禁帶范圍和缺陷實(shí)現(xiàn)光子局域的特性，設(shè)計(jì)了一種波導(dǎo)拐角處含缺陷的光子晶體高效偏振光分束器。通過(guò)平面波展開(kāi)法與時(shí)域有限差分法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算與模擬分析表明，該偏振光分束器能夠?qū)崿F(xiàn)電磁波的分束。對(duì)比光子晶體拐角處引入缺陷和未引入缺陷的光子晶體偏振光分束器的透射率可知，在光子晶體波導(dǎo)拐角處引入缺陷能夠提高偏振光分束器的透射率，當(dāng)波長(zhǎng)為1.5μm-1.58μm范圍內(nèi)電磁波入射到引入缺陷的光子晶體偏振光分束器時(shí)，TE模和