基于三重晶格光子晶体多波长THz调制器的研究
本文选题:三重晶格光子晶体 + 太赫兹 ; 参考:《南京邮电大学》2015年硕士论文
【摘要】:近年来,人们对短距离无线通信系统的宽带需求越来越高,而太赫兹波具有频带宽、方向性好、传输信息容量大的优点,因此太赫兹通信将是未来短距离无线通信发展的必然方向。在波分复用太赫兹通信系统中,多波长调制器具有调制并发射已调太赫兹波的功能,直接决定了太赫兹波的传输容量与速率,因此对多波长太赫兹波调制器的研究具有重要的学术意义和潜在的应用价值。光子晶体具有光子带隙和光子局域的特性,作为一种新型的人造电磁材料为太赫兹波的控制提供了一种新的方法。本文结合了太赫兹技术和光子晶体技术,设计了一种基于三重三角晶格光子晶体结构的多波长太赫兹波调制器。该调制器选取了两个方形点缺陷和两个线缺陷,并采用直接耦合的结构。在三重三角晶格结构的光子晶体中每个方形点缺陷对应三个缺陷模,因此两个方形点缺陷对应六个缺陷模,在点缺陷中填充非线性材料砷化镓,通过施加在点缺陷上泵浦光光强的变化实现对入射的太赫兹波的通断调制。利用Rsoft软件对调制器的结构进行了优化,并对单波长入射、三波长入射和六波长入射时光子晶体调制器的性能进行了详细分析。仿真结果表明,单波长入射时该调制器的插入损耗约为0.02dB,消光比约为42dB;三波长入射时的插入损耗约为0.025dB,消光比约为34dB;六波长入射时的插入损耗约为0.08dB,消光比约为32.15dB。该调制器的调制速率约为1.5GHz,信道隔离度约为48dB。本文设计的多波长太赫兹波调制器性能优良,在未来太赫兹通信系统中具有重要的应用价值。
[Abstract]:In recent years, the demand for broadband in short-range wireless communication systems has become increasingly high, while terahertz wave has the advantages of good frequency bandwidth, good directivity and large information capacity. So terahertz communication will be the inevitable direction of short-range wireless communication in the future. In wavelength division multiplexing (WDM) terahertz communication system, multiwavelength modulator has the function of modulating and transmitting modulated THz wave, which directly determines the transmission capacity and rate of THz wave. Therefore, the study of multi-wavelength terahertz modulator has important academic significance and potential application value. Photonic crystals have the characteristics of photonic band gap and photonic localization. As a new artificial electromagnetic material, photonic crystals provide a new method for the control of terahertz wave. In this paper, a multi-wavelength terahertz wave modulator based on triple triangular lattice photonic crystal structure is designed by combining terahertz technique with photonic crystal technology. The modulator selects two square point defects and two line defects, and adopts the structure of direct coupling. In photonic crystal with triplet lattice structure, each square defect corresponds to three defect modes, so two square dot defects correspond to six defect modes, and gallium arsenide, a nonlinear material, is filled with point defects. The on-off modulation of the incident terahertz wave is realized by the variation of the pump light intensity applied to the point defect. The structure of the modulator is optimized by using Rsoft software, and the performance of photonic crystal modulator with single wavelength incident, three wavelength incident and six wavelength incident is analyzed in detail. The simulation results show that the insertion loss and extinction ratio of the modulator are about 0.02dB and 42dB for single wavelength incident, 0.025dB and 34dB for three-wavelength incident respectively, and 0.08dB and 32.15dB for six wavelength incidence respectively, and the simulation results show that the insertion loss of the modulator is about 0.02dB and the extinction ratio is about 42dB when the incident wavelength is single wavelength, the insertion loss is about 0.025dB and the extinction ratio is about 32.15dB when the incident wavelength is six wavelengths. The modulation rate of the modulator is about 1.5 GHz and the channel isolation is about 48 dB. The multi-wavelength terahertz modulator designed in this paper has good performance and has important application value in the future terahertz communication system.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN761;O734
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,本文编号:1878334
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