多通道异质结构光子晶体波分解复用器

发布时间：2017-05-31 06:03

  本文关键词：多通道异质结构光子晶体波分解复用器，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网时代的来临,通信业务对于带宽的要求越来越高。波分复用技术能够充分利用光纤的巨大带宽,实现超大容量的通信业务,一经提出便受到广泛关注。波分复用技术的核心之一是波分解复用器。光子晶体滤波器作为一种新型的波分解复用器,目前面临的最大问题是如何有效地分离不同波长的光信号。本文研究了多通道光子晶体滤波器。针对如何有效分离不同波长光信号的问题,本文从光子晶体的基本构成出发,分析了各种不同原胞结构的光子晶体带隙,发现在正方晶格光子晶体中使用长方形介质柱能够获得最大的光子带隙。本文基于长方形介质柱的光子晶体设计了新型T-型环形腔滤波器。通过调节长方形介质柱的宽度、长宽比,本文实现了滤波器的调谐功能。最后本文通过拓展单通道滤波器结构,结合异质结构光子晶体的设计理念,设计出了等间距的四通道和六通道光子晶体滤波器,实现了比现有已发表结果具有更多通道、更高Q值的滤波效果。本文的创新之处在于：(1)发现了在正方晶格结构中由长方形介质柱组成的光子晶体具有最大的光子带隙,因此提出用长方形介质柱取代圆形、正方形、六边形等传统形状介质柱作为滤波器的基本构成单元；(2)基于长方形介质柱,首次利用T-型环形腔结构设计出符合CWDM"S+C+L"波段的波分解复用器标准的、具有高隔离度和高Q值的四通道光子晶体滤波器；(3)基于长方形介质柱,首次利用T-型环形腔结构设计出峰值波长间距为10nm、具有较高隔离度和高Q值的六通道光子晶体滤波器结构,实现了基于T-型环形腔结构的最多通道的等间距滤波。本文的研究为波分解复用器的制作提供了有价值的参考,对于波分复用技术的广泛应用具有一定的现实意义。
【关键词】：光通信 光子晶体 滤波器 波分复用技术
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究的背景及意义11-12
• 1.2 光子晶体滤波器的简介及研究现状12-15
• 1.2.1 光子晶体滤波器简介12-13
• 1.2.2 光子晶体滤波器研究现状13-15
• 1.3 本文的主要内容及创新点15-17
• 1.3.1 本文的主要内容15-16
• 1.3.2 本文的创新点16-17
• 第二章 光子晶体及其基本理论17-34
• 2.1 光子晶体简介17-18
• 2.1.1 光子晶体概念及分类17-18
• 2.1.2 光子晶体特性18
• 2.2 光子晶体应用18-20
• 2.2.1 光子晶体波导18-19
• 2.2.2 光子晶体光纤19
• 2.2.3 光子晶体开关19-20
• 2.2.4 光子晶体偏振器20
• 2.3 光子晶体研究的基本理论20-33
• 2.3.1 本征方程21-22
• 2.3.2 平面波展开法22-25
• 2.3.3 时域有限差分法25-32
• 2.3.4 耦合模理论32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 二维光子晶体带隙及缺陷特性分析34-46
• 3.1 二维光子晶体带隙的影响因素34-41
• 3.1.1 原胞结构对带隙的影响34-38
• 3.1.2 介电常数对带隙的影响38-39
• 3.1.3 填充率对带隙的影响39-41
• 3.2 二维缺陷态光子晶体基本特性41-45
• 3.2.1 二维直波导光子晶体41-43
• 3.2.2 二维环形腔缺陷光子晶体43-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第四章 新型T-型环形腔光子晶体滤波器46-53
• 4.1 T-型环形腔光子晶体滤波器的基本结构46-49
• 4.1.1 介质柱材料的选择46
• 4.1.2 介质柱形状的选择46-47
• 4.1.3 滤波器的基本结构47-49
• 4.2 滤波器性能影响因素分析49-52
• 4.2.1 介质柱长宽比α的影响50
• 4.2.2 介质柱宽度d的影响50-51
• 4.2.3 介质柱旋转角度Φ的影响51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 多通道异质结构光子晶体滤波器53-67
• 5.1 四通道CWDM滤波器53-57
• 5.1.1 CWDM信道53
• 5.1.2 四通道CWDM滤波器结构53-57
• 5.2 四通道CWDM滤波器性能影响因素分析57-60
• 5.2.1 材料折射率对滤波器性能的影响57-59
• 5.2.2 椭圆效应对滤波器性能的影响59-60
• 5.3 六通道等间距滤波器的设计与仿真60-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 参考文献69-76
• 作者攻读硕士学位期间发表的学术论文76-77
• 致谢77

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