高效多功能光子晶体滤波器的设计研究

发布时间：2021-01-23 07:31

　　光子晶体由Yablonovitch和John于1987年首次提出,是指由两种及以上介电常数不同的介质经过周期性排列构成的电介质材料。光子晶体具有的最重要的两个特征为“光子带隙”和“光子局域”,根据这两个特征,在光子晶体禁带频率范围内引入点缺陷和线缺陷构建出微腔、环形腔和波导,通过耦合设计出集成度高、尺寸小、损耗低的光子晶体光学器件。本论文利用波导与微腔的耦合,设计出光信号输出效率高,并且具有滤波、单向传输功能的光子晶体滤波器。本论文采用二维正方晶格光子晶体结构,利用COMSOL Multiphysics有限元软件对光子晶体滤波器结构进行设计仿真,并绘制滤波器的滤波输出效率分布图。首先,设计了一种新型的光子晶体波分复用器。通过波导与四个不同参数的微腔进行耦合,实现了1530 nm、1555 nm、1580 nm和1605 nm四波长的波分解复用功能。结果表明,该器件仅通过调节微腔介质柱半径就可实现四个波长平均透射率约为93%的高效输出,适用波长间距短、器件尺寸小,在光通信中具有潜在的应用价值。其次,基于光子晶体中缺陷模与波导模的对称匹配性设计研究了一种新型光子晶体单向传输结构,该结构由一... 

【文章来源】：吉首大学湖南省

【文章页数】：48 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光子晶体结构示意图

光子晶体 1×9 超胞示意图；(b)光子晶体线缺陷带结构；(c)光子晶体波导完整的光子晶体中改变某一个介质柱的半径，从而形成如图 3.2作为反射腔，其中图中所示反射腔结构中心的红色介质柱就是质柱。当移除一介质柱后打破周期性结构形成点缺陷，点缺陷长，谐振波长与点缺陷半径大小成正比。

图 3.2 点缺陷反射腔结构示意图子晶体中移除某一个介质柱，并改变所移除而形成如图 3.3 所示的点缺陷结构作为耦调节半径的介质柱。把耦合腔与输出波导相记的介质柱连线方向平行于波导中线缺陷的

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2994822