Y型光子晶体偏振光分束器

基于偏振模式不同的光波在二维光子晶体中的传播特性不同,设计出一个支路半径相同的Y型二维光子晶体偏振光分束器.通过时域有限差分法对该分束器进行数值计算与模拟分析.结果表明,该分束器能够实现TE模和TM模平行、高效分束.当波长为1.55μm的高斯脉冲入射时,TE模透射率可达97%,TM模透射率可达93.5%,且该结构尺寸仅有6.3μm×6.8μm.这些特性使其在未来的集成光路中具有很好的应用前景.     

光子晶体波导定向耦合光功分器的设计与优化

基于波导定向耦合原理设计了一种全新的光子晶体波导定向耦合光功分器.采用时域有限差分法对这种器件的光波传输特性进行了数值分析,结果表明:本征模色散曲线之间相交;器件的尺寸比传统光功分器更小;入射到光功分器的能量平均分配到输出端,且光波透射率高达95%.这些优异特性对于制造大带宽、高透射率和结构紧凑的光电器件具有极大的应用价值.     

多平行光子晶体波导耦合分束器

将多光子晶体单模波导平行、邻近放置构成定向耦合器.基于自成像效应的波导多模偶合,提出了一种二维光子晶体波导四端口分束器.采用时域有限差分法和平面波法作为研究工具,在偶合长度L=7a的长度下,研究了调节介质柱半径R,使耦合区电磁场的相位分布发生变化,从而实现四个输出端口的光强度自由分配.     

二维光子晶体偏振分束器的优化设计北大核心

为解决二维光子晶体在光束调整和光束偏转中的应用,采用有限时域差分法和完全匹配层吸收边界条件,通过在结构中引入消反层,从理论上实现基于二维光子晶体的偏振分束器。优化计算表明,通过随光频的改变调节消反层参数,可以实现TE模超过95%的光发生透射,TM模超过95%的光发生反射,从而使TM模与TE模分离。引入消反层的偏振分束器具有尺寸小、透射率高、分束角大和偏振分束率高等优点,在高密度集成光通信系统中有广泛的应用。     

定向耦合型超微多路光分束器的设计

定向耦合器由多个光子晶体单模波导平行、邻近放置构成.在输入光场时称入射时,根据自映像原理数值分析了光在其中的传播行为.基于此结构,以3通道为例,设计了超微多路光分束器,仅仅通过对称地改变耦舍区中两个介质拄的折射率,使光场在横向发生重新分布,实现了输出能量的均分或自由分配.这种调制方法简单且输出效率更高.     

基于多模干涉光子晶体波导1×4超紧凑分束器

本文基于自成像效应的波导多模耦合,提出并且数值计算了一种1×4超紧凑分束器。将七光子晶体单模波导的相互耦合看成一个多模干涉系统,当入射波长λ=1．55μm时,这种分束器耦合区的长度只有3．92μm。通过调节耦合区介质柱半径R,来改变耦合区电磁场的相位分布,从而控制四个输出端口的能量分布。这种分束器在光子晶体集成电路中具...     

基于自成像效应波导耦合的光子晶体分束器

文章采用时域有限差分法和平面波法作为研究工具,在耦合长度L=7α的条件下研究了光在输出端口的透射率和反射率.结果表明,通过引入额外的介质柱改变耦合区电磁场的相位分布,可使3个输出端口的强度达到均分;并且这种结构的分束器具有很高的输出效率,最高可达到99.5%,这些特性使这种器件在波分复用等方面具有很大的潜在运用价值.     

光子晶体波导传输特性的计算和模拟

应用时域有限差分法研究了在空气孔-介质光子晶体波导中引入一空气柱后对光学传输特性的影响.结果表明:引入空气柱后,通过改变空气柱的半径及其在波导中的位置,能使其透射特性产生显著的变化.在归一化频率＞0.26的高频段,透射率迅速降低;空气柱半径越大、越靠近入射源,透射率越小.通过数值模拟对计算结果进行了验证.     

一维光子晶体慢光波导的FDTD研究

设计了一种新型一维光子晶体慢光波导结构。在常规波导一侧进行了特殊的设计,使波导具有周期性结构,从而具有特殊的色散关系,获得慢光效应。基于麦克斯韦方程利用平面波展开法对光子晶体慢光波导的色散关系进行了分析,获得了波导模以及相应的慢光频率。并利用时域有限差分法（FDTD）对脉冲在波导的传播进行了时域上的模拟,对慢光效应进行验证。     

二维光子晶体3-Y型4通道分束器研究

设计了一种二维光子晶体3-Y型4通道分束器,采用时域有限差分方法(FDTD),从理论上计算了该器件4个通道电磁波的透射率。结果表明:当波长选择合适的值,该器件可以实现4个通道同时输出,而且能量近似相等。为了提高电磁波的透射率,可以通过在原来的结构上移去一些介质柱,并改变两个介质柱半径的大小来实现。当两个介质柱半径选择合适的值,可以禁止电磁波在通道1输出,同时让电磁波在通道2低损耗输出。     

基于耦合边界的紧凑型光子晶体定向耦合器的优化设计

本文采用平面波展开法分析了双线型缺陷并列平行光子晶体波导的带隙结构、缺陷模式及耦合长度,提出了一种具有耦合边界的光子晶体定向耦合器,并探讨了光波在其中的传输性能.同时基于平面波展开法及时域有限差分法,深入分析和讨论了光波在光子晶体并列波导、光子晶体直角转弯模块中的工作模式和传输特性.利用该光子晶体定向耦合器结合光子晶体转角器件可以将两根平行标准单模光纤传输模式组合成交叉态、直通态和功分态等状态.仿真结果表明在交叉态和直通态时,使用该光子晶体定向耦合器的传输峰值可以在较大频率带宽内达到90%以上.     

光子晶体波导定向耦合功分器的设计

将相互耦合的3平行光子晶体单模波导看成一个多模干涉系统,通过研究二维正方晶格光子晶体波导多模干涉的自映像效应,优化设计了一种新型1×2光子晶体波导定向耦合分束器,采用时域有限差分法对其传输特性进行模拟分析。设计过程中,根据多模干涉耦合区中周期出现的双重像的位置确定两个单模输出波导的位置,通过改变输出波导和耦合区连结的一个介质柱位置构成波导微腔结构,改变耦合区中的模场分布,实现模式匹配,从而明显减小分束器的反射损耗。计算结果表明,移动介质柱距离输出单模波导和多模波导连结处1.85a位置处时,对于波长为1.55μm的入射光,该分束器的透射率可高达99.04%。     

基于谐振耦合原理的光子晶体光纤偏振器件

提出了一种基于高双折射光子晶体光纤(PCF)的偏振器件。通过引入包层缺陷结构,利用谐振耦合原理,实现在1250~1850 nm波长范围内获得具有单一偏振模式的光子晶体光纤偏振器件,并且实现了在该波长范围内23~250 dB的消光比。     

High Extinction-Ratio Polarizing Endlessly Single-Mode Photonic Crystal Fiber

We present the fabrication of a polarizing, endlessly single-mode microstructured fiber with high polarization-dependent loss. The fiber was fabricated by the stack-and-draw method. The resulting structure consists of a pure silica core surrounded by a regular lattice of air holes, in which four air holes in the inner ring have been enlarged. An extinction ratio of 16 dB/m with a transmission loss of 0.9 dB/m was achieved at a wavelength of 1550 nm     

基于液晶光子晶体波导耦合的光开关特性分析

提出了一种基于液晶光子晶体波导耦合的光开关结构。采用平面波展开法(PWE)分析了光开关耦合区域的色散关系,分析表明可以通过设计适当的耦合区域长度使该结构对不同波长的光实现2×2光开关的功能。以工作波长1550nm和1565nm为例,用时域有限差分法(FDTD)对光开关的性能进行了仿真分析,结果表明开关具有低的插入损耗和高的通道隔离度,开光响应时间在毫秒量级。     

A Novel Design of 2-D Photonic Crystal Directional Coupler With High Extinction Ratio and Short Coupling Length

In this paper, a novel structure of a 2 times 2 directional coupler with high extinction ratio, small coupling length, and decoupling input/output channels is proposed, based on a 2-D photonic crystal with a hexagonal lattice of air holes. A total length of the coupling component of 24a and an extinction ratio of -35.07 dB are achieved in simulation using the finite difference time-domain method. Potential applications of this novel structure in wavelength demultiplexing and 4 times 4 directional coupling switches are addressed.     

基于自成像多模干涉光子晶体波导的耦合特性

模拟计算了二维三角形光子晶体波导自成像多模干涉的耦合特性.提出两种不同结构的二维光子晶体分束器,基于自成像多模干涉效应,用有限时域差分法数值计算和分析了这两种分束器的特性.研究发现其中一种分束器的反射率低于10-4,透射率可高达0.999 9,而另外一种分束器的反射率为1,透射率为0.分析发现,造成这种现象的物理原因是多模干涉区的自成像效应,这种多模干涉在光子晶体光学集成电路中具有重大的潜在应用价值.     

Directional Coupler Formed by Photonic Crystal InAlGaAs Nanorods

In this paper, we demonstrate the use of photonic crystal (PC) directional couplers to separate light of wavelengths at 1.31 and 1.55 m. The PC structure consists of InAlGaAs nanorods arranged in hexagonal lattice. The simulation of our device is implemented by the finite-difference time-domain method. The devices are fabricated by e-beam lithography and conventional photolithography. We use the strong inverse method (SIM) of e-beam lithography to make the pattern smoother. The measurement results confirm that 1.31/1.55-m wavelength splitter can be realized in PC structures formed by nanorods.     

双芯光子晶体光纤耦合长度研究

利用光束传播法模拟了光波在不同结构的双芯光子晶体光纤内的传输状况,并计算了其耦合长度。分析了耦合长度随光波长、孔半径变化的一般规律;当双芯光子晶体光纤的结构一定时,耦合长度随波长增大而减小;孔间距和波长不变时,耦合长度随空气孔半径增大而增大。     

Large Negative Dispersion in Dual-Core Photonic Crystal Fibers Based on Optional Mode Coupling

Chromatic dispersion of dual-concentric-core photonic crystal fibers (PCFs), which have an inner low-index core and an outer high-index core, is investigated based on a full vector finite-element method. Large negative dispersion can be obtained by introducing avoided crossing between modes of the two asymmetric cores. While increasing the negative dispersion, larger effective mode area is also possible by choosing a higher order mode in the outer core to couple with the fundamental inner core mode. During the analysis, a dual-core PCF with a dispersion peak value of -36 000 ps/(nmldrkm) and effective mode area of 34.8 mum² is presented.