光子晶体共振耦合波分复用器的设计与研究

设计了一种由光子晶体环形腔与微腔组成的组合腔滤波器,在环形谐振腔中增加两个散射介质柱,环形腔和波导之间相隔一排介质柱,输出波导与输入波导呈垂直关系,形成一种新的环形腔。通过环形腔、微腔及波导的共振耦合,设计了一种能高效率输出的波分复用/解复用器。     

镜像耦合一维光子晶体窄带滤波器设计研究

文章提出准周期一维光子晶体的概念,把一维时域有限差分方法用于一维二元准周期光子晶体构成镜像耦合结构的窄带滤波特性设计研究.数值结果表明,用此结构能实现窄带滤波.进一步研究表明,要实现同一波长的滤波,在其他条件不变时,耦合层的折射率越大,则镜像耦合层厚度越小;在耦合层介质一定时,耦合层厚度决定窄带的位置与带宽;在其他条件一定时,入射角大小决定窄带的位置,入射角度越大,窄带位置越向短波方向移动.     

光子晶体齿状波导的滤波特性研究

为了设计基于光子晶体波导的高性能滤波器件,在2维正方格子光子晶体波导结构中引入一系列齿状缺陷,采用有限元法对齿状光子晶体波导的传输特性进行了数值仿真和理论分析。结果表明,对于单个齿状缺陷,缺陷产生的共振频率使得在光子晶体波导通频域带出现带隙结构,可以实现良好的窄带滤波,并且通过改变齿状缺陷深度可以有效地控制缺陷的共振频率;引入多个齿状缺陷,缺陷之间会经过耦合作用形成一系列缺陷态,使得在光子晶体波导导通频域中出现宽带的带隙结构,可以实现宽带滤波。该光子晶体波导滤波器对窄/宽带滤波可根据波导结构中引入的齿状缺陷进行简单灵活调节。此研究在设计基于光子晶体波导的光子滤波器件方面具有潜在的应用价值。     

一维光子晶体偏振滤波器通道数的影响因素研究

光子晶体偏振滤波器是利用光子晶体带隙特性来控制信号光偏振状态的一种新型滤波器, 在光纤通信、光学传感测量、光学信息处理等领域均有重要应用。通道数多少是偏振滤波器设计的重要指标, 通道越多则信息容量越大, 越有利于系统的小型化微型化。利用光学传输矩阵法研究了影响一维光子晶体偏振滤波器通道数目的因素, 研究表明：(1）光子晶体缺陷层厚度是影响滤波器通道数目的关键因素, 通道数N与厚度D近似满足线性关系, 在500 ～650 nm波段函数关系为N=0.0035D+0.159; (2）缺陷层折射率nc的变化也会导致通道数改变, 折射率越大通道数越多;( 3）光子晶体单元层数和单元厚度改变不会影响滤波通道数, 但可以调节通道中心波长位置, 同时对偏振度和分离度也有影响。     

光子晶体的吸收对光子晶体滤波器设计的影响

引入复折射率并利用特征矩阵法,研究了光子晶体的吸收对滤波通道峰值和半高宽的影响.得出:滤波通道的峰值随光子晶体的消光系数增加而迅速减小.滤波通道的半高宽随消光系数增加而增大.滤波通道的峰值和半高宽都随有吸收的光子晶体的周期数增加而迅速减小.设计光子晶体滤波器时,应选择消光系数尽可能小的材料,并且光子晶体的周期数不宜大.     

球状光子晶体滤波器

设计一种球状光子晶体滤波器,应用特征矩阵的方法研究了光波在其中的传播规律,发现它同其他光子晶体一样,存在周期性的带隙结构,与一维和二维光子晶体相比较,具有全方向的滤波功能.     

超快速可调谐有机光子晶体滤波器

以有机非线性光子晶体为基础,实现了飞秒量级时间响应的超快速可调谐单通道光子晶体滤波器,以及皮秒时间响应的可调谐多通道光子晶体滤波器.     

基于一维光子晶体高阶禁带性质的带阻滤波器研究

设计了一种基于一维光子晶体(PC,photonic crystal)高阶禁带性质的新型带阻滤波器,其结构形式为Si(空气|Si)5,晶格周期长度为15μm,滤波中心频率位于1.55μm,带宽约为10nm。利用光刻和ICP(inductively coupled plasma)刻蚀技术,将这一滤波器制作在SOI材料上,并对其透射谱特性进行理论计算和实验测量。结果表明,理论计算和实验测量的结果吻合良好,证明了高阶禁带是降低PC加工难度的有效方法。     

无磁性光子晶体类T型非互易性双通道滤波器设计

基于无磁性二维光子晶体设计了一种由直线波导及矩形谐振腔构成的类T型非互易性双通道滤波器。矩形谐振腔具有局域多频率电磁波且电磁波传播方向可调的特性,直线波导的结构尺寸决定了其对不同对称性电磁波的承载能力。利用矩形谐振腔和直线波导的特性实现了非互易性双通道滤波功能。实验结果表明：正向传输情况下,滤波器实现了中心波长分别为1534 nm和1574 nm,带宽分别为16 nm和8 nm的滤波传输,对应的插入损耗分别为0.4 dB和0.36 dB,通道间隔离度为33 dB和22 dB;反向输入情况下,电磁波对称模式的不匹配导致无法传输。这表明设计的双通道非互易滤波器滤波效果良好,在未来全光通信集成领域具有潜在的应用价值。     

光子晶体绿光滤波器的研究

利用传输矩阵法设计了一种适用于绿光波段的光子晶体窄带滤波器,并研究了影响滤 波器特性的多种因素。结果表明:适当选取光子晶体结构参数,可将滤波器的中心波长移到绿光波段的532nm处,谱线线宽可达0. 0131nm。此外,随着光子晶体周期层数的增加,线宽进一步变窄;当缺陷层厚度减小时,滤波器的中心波长向短波段移动而谱线宽度几乎保持不变;当入射角增大时,滤波器的谱线宽度变窄但变化幅度不大且在小角度范围( 0～3°)内宽度几乎保持不变。这种绿光窄带滤光器有望在蓝绿光通信中得到应用。     

0.35 THz二维光子晶体带通滤波器设计

设计了一种基于二维光子晶体的太赫兹带通滤波器,通过在线缺陷的光子晶体波导两侧引入对称的点缺陷形成谐振腔,在太赫兹频段实现了较好的带通滤波特性。这种二维光子晶体带通滤波器具备较宽的通带带宽,同时还可以通过增加多组对称点缺陷的方式实现多个谐振腔的级联,进一步提高带外抑制特性,可满足太赫兹通信或雷达系统的应用需求,具有良好的应用价值。     

基于光子晶体光纤Sagnac环梳状滤波器的设计

提出了由两段高双折射光子晶体光纤构成的Sagnac环滤波器,利用Jones矩阵理论对所提出的Sagnac环滤波器的传输函数进行了理论推导,并分析了光子晶体光纤双折射大小、两段光子晶体光纤的长度,以及偏振控制器的偏转角度对滤波器透射光谱特性的影响,并以此为基础设计出平顶梳状交错滤波器。此类滤波器在密集波分复用系统中有着广阔的应用前景。     

一维光子晶体波长可调谐滤波器

介绍了一种将液晶作为缺陷引入到一维光子晶体结构中,实现波长可调谐的滤波器.通过对光子晶体的滤波特性的分析清晰地说明这种光可调谐滤波器的原理和可行性.同时选用手征近晶型液晶,利用电压对这种液晶折射率的调制快于向列液晶的特性,得到符合现在光通信网要求的体积小、阻带区对透光抑制力强、损耗低和开关速度快的可调滤波器.最后,对滤波结构中的重要参数进行了探讨.     

光子晶体与光子准晶复合型上下载滤波器

基于二维正方晶格光子晶体与十二重Stamfli型光子准晶提出了单环形腔上下载滤波器及双环形腔串联上下载滤波器.分析并对比了两种上下载滤波器的传输效率随光子准晶介质柱半径及折射率大小的变化规律,且对比了两种上下载滤波器的品质因数随环形腔中心介质柱半径及折射率大小的变化规律.结果表明,双环形腔串联复合型上下载滤波器的性能优于单环形腔复合型上下载滤波器.研究结果将为设计及制备优良上下载滤波器件提供一定指导作用.     

Design and characteristics of a novel narrow-band filter with the dual-core photonic crystal fiber

A novel narrow-band filter based on the dual-core doped photonic crystal fiber is proposed. By optimizing structure parameters of the photonic crystal fiber, the index curves of the fundamental modes for the two cores are crossed at 1.55 μm and the wavelength-selective coupling is achieved. The characteristics of the filter are numerically simulated by the full-vector beam propagation method. And the simulation results show that the coupling length and the bandwidth of the filter are 16.4 mm and 9 nm at −3 dB loss, respectively. It demonstrates the advantages of the filter with a small size, a low transmission loss and the narrow-band width.     

一维光子晶体滤波器的研究进展

光子晶体最显著的特点是抑制某些频率电磁波,产生光子禁带,实现对光子的优良滤波性能.在此介绍了目前一维光子晶体滤波器的基本理论、实验进展以及一维光子晶体滤波器的主要应用类型.     

Ultra-compact optical filter in two-dimensional photonic crystal

A design of an ultra-compact in-plane optical add/drop filter is proposed. The filter is formed by two waveguides and one two-mode cavity in a two-dimensional triangular photonic crystal. The simulated results demonstrate good transfer characteristics with a quality factor of about 1700.     

A high-drop hole-type photonic crystal add-drop filter

Based on the effect of total internal reflection（TIR）and photonic band gap,a new type of hexagonal-lattice hole-type silicon photonic crystal add-drop filter is proposed with a large circular hole as inner ring.The single mode operation is realized by compressing the two rows of photonic crystal above and below the line defect waveguide.Two-dimensional（2D）finite-difference time-domain（FDTD）method is then applied to investigate the impacts of side length of inner ring and coupling strength on its drop efficiency.It is also fairly compared with the traditional inner ring structure composed of hexagonal-lattice holes.The results show that the proposed structure can offer higher spectral selectivity than the traditional one.Two channel wavelengths of 1.425μm and 1.45μm can be simultaneously dropped at corresponding ports with drop efficiency of more than 90%and quality factor of 900 in the proposed configuration when the width of bus waveguide,the side length of inner ring and the coupling strength are 0.8 3 a,4a and 0,respectively,where a is the lattice constant.