基于復(fù)式晶格光子晶體THz波調(diào)制器的特性研究.pdf

1、THz 波段（0.1~10THz）處于毫米波與紅外線(xiàn)之間，作為電磁波頻譜上的最后一段未被占用的空白波段受到了各方廣泛的關(guān)注。THz 波段提供了比微波段更大的通信帶寬，比光波段更小的散射損耗，有著巨大的應(yīng)用潛力，將其應(yīng)用于未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，以解決高速率、超寬帶無(wú)線(xiàn)接入問(wèn)題是必然的趨勢(shì)。THz 波調(diào)制器是THz 通信系統(tǒng)中關(guān)鍵的一環(huán)，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(kāi)關(guān)、濾波器等各種功能器件，光子晶體技

2、術(shù)和THz 波技術(shù)的結(jié)合為設(shè)計(jì)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(duì)于發(fā)展THz 技術(shù)具有重要意義。
　　 本文首先介紹了利用光子晶體對(duì)THz波實(shí)現(xiàn)通、斷調(diào)制的原理，在此基礎(chǔ)上提出了基于復(fù)式晶格的二維光子晶體THz波調(diào)制器。該調(diào)制器采用復(fù)式晶格光子晶體，復(fù)式晶格光子晶體具有光子帶隙大的優(yōu)點(diǎn)，在將來(lái)的太赫茲波分復(fù)用領(lǐng)域占有優(yōu)勢(shì)。在復(fù)式晶格光子晶體的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入光控砷化鎵（GaAs）作為可

3、調(diào)諧物質(zhì)，設(shè)計(jì)了基于圓形點(diǎn)缺陷諧振腔和方形點(diǎn)缺陷諧振腔的兩種光控THz波調(diào)制器。討論了點(diǎn)缺陷對(duì)調(diào)制性能產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)響應(yīng)時(shí)間與品質(zhì)因子Q的值成正比，宜選擇Q值相對(duì)較低的點(diǎn)缺陷。并仿真分析了這兩種調(diào)制器的透射譜，并從消光比、調(diào)制速率、穩(wěn)態(tài)模場(chǎng)能量分布等方面詳細(xì)討論了調(diào)制器的性能，其中基于方形點(diǎn)缺陷的調(diào)制器性能更加優(yōu)越，其消光比可高達(dá)49dB、調(diào)制速率可高達(dá)3.3Gbit/s和泵浦光功率低至0.4μJ cm2，插入損耗只有0.3dB。最后