基于环形腔的光子晶体滤波器的数值研究

文章采用有限元法分析了基于环形腔的光子晶体T型滤波器的滤波性能,比较了整体介质柱及内柱折射率对滤波器输出端口归一化透射率曲线的影响.在此基础上设计了一种窄带光子晶体环形腔的滤波器模型,数值模拟结果显示微环腔内部介质柱折射率与窄带滤波器下路波导输出的中心波长之间存在着近似线性的依赖关系,这为光子晶体滤波器的设计与制作提供了理论参考.     

平面光子晶体环形腔滤波器的数值研究北大核心

根据光子晶体中波导与腔的耦合特性,设计了一种由波导与环形腔耦合实现窄带滤波的光子晶体结构。用有限元法分析了环形腔不同结构参数对各个端口透射光功率谱的影响,由此可以根据所需波长要求设计不同结构的环形腔滤波器结构,并可通过改变边界散射介质柱的排列和环形腔边界介质柱的半径,减少波导与环形腔之间的散射损耗,达到最佳滤波效果。文章可为密集波分复用系统中光学滤波器的集成以及窄带滤波器的设计提供一定的参考。     

新型光子晶体四通道滤波器研究与设计

基于光子晶体环形腔缺陷与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了 一种由新型环形腔和主波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体滤波器.运用平面波展开法和时域有限差分法分析了光波在整合结构中的传输特性,并进一步讨论环形滤波器内的内部介质柱半径大小对滤波器传输特性的影响.结果表明:新改进环形的滤波器传输效率达到80％左右.通过实验...     

二维光子晶体波导和微腔缺陷态研究

利用二维三角晶格及正方晶格介质柱光子晶体TE偏振的禁带与介质柱半径的变化关系,分析了二维光子晶体缺陷态的分布.根据光子晶体波导间的耦合作用,计算其耦合长度设计合理的定向耦合器.通过分析波导与微腔的耦合特性,选取不同的传输方向,可以设计多种基于光子晶体波导与微腔耦合的波分复用系统.     

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%。     

光子晶体波导与微腔耦合的三通道波分复用器

为了实现对光波有效的选择输出,并且使光波的带宽很小,设计了微腔耦合的三通道波分复用器。对该器件采用时域有限差分法和微腔与波导间耦合模进行研究。首先,根据微腔选择不同频率的光波,设计光子晶体滤波器模型。然后,基于光子晶体耦合模理论,由定向耦合波导和一个高品质因子微腔构成的波分复用器。最后,为了提高输出光的透射效率,在波分复用结构的主波导的输出端,增加五个介质柱,形成一个反射层。实验结果表明:此结构能够通过微腔选择不同频率的光波,经过优化设计后的波分复用模型,光波的透射率得到了提高,波长λ=1.763μm的光波达到透射率将近90%。在光子晶体中取多个微腔可以选择输出更多波长的光波,所以这种结构在光子晶体集成器件的制作上有很好的应用前景。     

基于双环形谐振腔结构的二维光子晶体波分复用器

为了实现光波的波分复用功能并且提高光波的辐射效率,设计了一种基于双环形谐振腔结构的二维光子晶体波分复用器.首先,对光子晶体结构参数进行设计,通过谐振腔和微腔耦合选择不同频率的光波,设计光子晶体滤波器模型;然后,根据模式耦合理论确定主干波导与谐振腔之间的最佳耦合条件,设计波分复用器;最后,加入散射介质柱并调整两谐振腔之间...     

基于表面波调制的二维三角晶格光子晶体定向辐射

光子晶体是高集成光通信研究的热门研究对象, 广泛应用于全反射镜、滤波器、波导 等方面。为解决二维三角晶格光子晶体波导出射端的光场控制问题,本文基于表面波调制的 概念提出了一种二维三角晶格光子晶体定向辐射的结构。该结构由X方向 10层、Z方向29层圆 形介质柱周期排列而成,在Z=0上引入线缺陷形成波导。为了获得出射光高定向性,在波导 出射端表面引入一列类似微腔的结构,其表面层介质柱相对微腔结构表面层介质柱偏离0.35a(a为晶格常数)并且半径是其它介质柱半径的1.3倍。时域有限差分法分析结果表明,该 结构具有很好的定向性,辐射距离约为61.5μm,该辐 射距离约为单波导出射端结构的4倍,并且辐射发散角度很小。     

一种共面波导结构双模圆环带通滤波器

提出了一种新型的用共面波导馈线结构实现的双模圆环带通滤波器。该滤波器采用传统的圆环作为谐振器,引入阶梯阻抗作为微扰使其简并模式分离并产生耦合。这样的微扰结构我们称之为环形阶跃阻抗谐振器,它与输入/输出共面波导分别设计在介质基片的两个不同的面上。文中给出了该滤波器的结构及通过仿真和实验获得的性能参数,结果表明该滤波器在带宽为11.4%时通带内的最小插损为1.42dB。     

1967～2033 nm波段硅基可调谐外腔半导体激光器设计与仿真

2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅（SOI）平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967～2033 nm)。     

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.     

新型微环谐振器双环模型的滤波特性分析

设计了一种新型微环谐振器,其基本结构由圆角正方形波导与条形波导组成.根据波导光学的耦合模理论,推导出双环串联和双环并联的圆角正方形微环谐振器的光强传递函数,并通过数值模拟分别获得这两种模型的谐振器的输出特性.结果表明:与传统的圆环形谐振器相比,圆角正方形结构微环谐振器的输出光谱的通带宽、谐振峰平坦、自由光谱区范围大,更...     

一种新型基于MIM等离子体环形谐振器的可调谐高性能多信道波分解复用器的设计

设计并研究了基于金属-介质-金属等离子体环形谐振器的可调谐高性能多通道波分解复用器。通过环形腔的谐振理论分析,发现通过调节环形腔的半径和填充介质折射率可以很容易地控制波分复用器的信道波长,与有限元法模拟得到的结果吻合得很好。由等离子体波导和多个环形谐振器组成的多信道WDM结构增加了在电信波长的传输率,传输率高达80%,比最近文献中报道的结果高出两倍。所设计的多信道波分解复用器在高集成电路中有重要潜在应用。     

一种基于Kagome品格的少模波导结构

提出了一种少模波导概念,并基于平面波展开法和时域有限差分法,在Kagome晶格线缺陷结构上验证了这种概念.通过改变缺陷介质柱参数(半径、位置)和在原缺陷介质柱中央插入新的介质柱的方法,得到了带宽为0.08888ωa/2πc的双模式的Kagome晶格波导结构.这种少模波导结构为光子晶体平板波导的设计提供了一种新的思路,在...     

基于MIM结构等离子体波导定向耦合器

理论设计了带有扇环共振微腔的弯曲金属-介质-金属(MIM)波导结构,利用共振微腔结构控制表面等离子体波在扇环直角顶点处的定向传播。通过有限时域差分(FDTD)法计算带有扇环微腔结构的直波导透射率与波长关系,并计算扇环微腔结构与传播波导间的间隔对光学性质的影响,发现此微腔波导结构具有较高的透射率,可以在特定波长位置实现滤波效果。基于上述理论设计三路、四路弯曲波导结构,实现表面等离子体波在弯曲波导处的分束、全反射等定向传输特性。该结构具有极强的光束缚效应,在纳米尺度对光进行传输,解决了光信号的反射、传输问题,在光集成、光通讯、光信息处理等方面有较好的应用前景。     

一种新型基于MIM等离子体环形谐振器的可调谐高性能多信道波分解复用器的设计（英文）

设计并研究了基于金属-介质-金属等离子体环形谐振器的可调谐高性能多通道波分解复用器。通过环形腔的谐振理论分析,发现通过调节环形腔的半径和填充介质折射率可以很容易地控制波分复用器的信道波长,与有限元法模拟得到的结果吻合得很好。由等离子体波导和多个环形谐振器组成的多信道WDM结构增加了在电信波长的传输率,传输率高达80%,比最近文献中报道的结果高出两倍。所设计的多信道波分解复用器在高集成电路中有重要潜在应用。     

高效的光子晶体6-信道下载滤波器的设计

基于二维光子晶体波导与点缺陷微腔共振耦合原理,设计了一种利用共振微腔作为反射的6-信道下载滤波器.采用二维时域有限差分法对该结构器件的传输性能进行了模拟,结果表明该结构的滤波器能将主波导中的波分复用信号下载至与点缺陷频率共振的各分路波导中输出,信道波长间隔为20nm,传输谱中心波长误差小于±2nm,半宽度为3.4nm,具有良好的波长选择性.证实了加入共振反射微腔确实有效地提高了各个分路的下载效率,其效率在67%～98%之间.     

椭圆介质柱光子晶体导模区域的调控

利用时域有限差分方法,理论研究了由介电常数为8.9的介质柱排列在空气背景中组成的二维正方晶格光子晶体耦合腔光波导的传输特性.理论模拟结果表明,将微腔紧邻的两个圆形介质柱改变为椭圆形.通过改变椭圆的旋转角度能够调控导模的频率范围.通过将相邻微腔两边的椭圆形设置为不同旋转角度,可以在保证高传输效率的同时进一步地降低导模的群...     

一种新型光子晶体环形腔THz波滤波器

文章提出一种新型光子晶体环形腔THz波滤波器,在该滤波器的光子晶体环形腔内部引入一个正方形介质柱,四周各引入一个散射介质柱,基底材料采用折射率n=3.4的硅,晶格常数A为30μm。应用基于FDTD(时域有限差分法)的Rsoft软件进行仿真分析,结果表明,当介质柱半径为5.157 5μm,内部正方形介质柱边长为92μm且其旋转角为6°,散射介质柱半径为5μm时,94.053μm波长的透射率为0.985 56。     

光子晶体共振耦合滤波器的设计与研究

谐振腔因其具有选频功能而在集成光学领域具有广泛的应用.基于共振耦合腔的该特性,设计了一种共振耦合腔滤波器.用时域有限差分法模拟分析的结果表明,当微腔禁带内的频率与环形腔的频率相近时,可以实现不同频率的光波的输出.