二維光子晶體波導(dǎo)耦合特性及波分復(fù)用研究.pdf

1、光子晶體是一種新型的人工材料,研究表明其具有光子帶隙與光子局域兩個(gè)基本特性。光子晶體波導(dǎo)是實(shí)現(xiàn)光波的傳輸與光子集成的重要的元件,耦合是光波在光子晶體中傳播的一種重要的能量傳遞方式,因此對(duì)于光子晶體波導(dǎo)與耦合特性的研究具有重要的意義。本文重點(diǎn)研究了光子晶體波導(dǎo)的傳輸特性與兩波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的耦合特性,在此基礎(chǔ)上提出了一種新型的高效異質(zhì)結(jié)構(gòu)四波長(zhǎng)波分復(fù)用器。
　　 本論文主要工作分為如下幾個(gè)方面:
　　 1.計(jì)算了二維正方晶格介

2、質(zhì)柱型光子晶體的帶隙分布及TM模偏振的禁帶與介質(zhì)柱半徑及折射率的變化關(guān)系,二維三角晶格空氣孔型光子晶體的禁帶特性及其禁帶隨半徑的變化關(guān)系。分析了帶有點(diǎn)缺陷的二維正方晶格的TM模偏振的帶隙分布,模擬了二維光子晶體缺陷態(tài)的分布。
　　 2.計(jì)算分析了TM模在二維正方晶格介質(zhì)柱型光子晶體直波導(dǎo),90度彎曲波導(dǎo)以及二維三角晶格介質(zhì)柱型光子晶體60度彎曲波導(dǎo)中的透射譜,計(jì)算了TE模在二維三角晶格空氣孔型光子晶體60度彎曲波導(dǎo)中的透射譜。分

3、別模擬了光波在直波導(dǎo)以及各種彎曲波導(dǎo)中傳輸?shù)碾妶?chǎng)分布圖。
　　 3.分析了兩波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的耦合和解耦合特性,通過(guò)設(shè)置耦合長(zhǎng)度,可以控制光波呈直通態(tài)或者交叉態(tài)在哪個(gè)端口輸出,通過(guò)時(shí)域有限差分法驗(yàn)證了其耦合特性。研究了耦合長(zhǎng)度與耦合結(jié)構(gòu)半徑對(duì)耦合特性的影響。
　　 4.基于光子晶體波導(dǎo)的耦合特性,運(yùn)用平面波展開法和時(shí)域有限差分法,我們提出了一種新型的高效異質(zhì)結(jié)構(gòu)四波長(zhǎng)波分復(fù)用器。它由直波導(dǎo)與90度拐角波導(dǎo)組成。對(duì)此種結(jié)構(gòu)的正