Padé近似在光子晶体模拟中的应用

为了节省时域有限差分（FDTD）法的计算时间，提出了许多将FDTD的时域结果转换到频域的方法．文中介绍了一种基于Baker算法的Padé近似，并展示了其在光子晶体模拟中的应用．对频率为160THz，品质因子为5000的简单谐振子，结果显示Padé近似用2~8时间步数据得到的强度谱比快速傅里叶变换用2~20时间步数据得到的强度谱更精确．采用这一Padé近似，光子晶体平板结构中不同波矢对应的模式频率和品质因子及其能带结构可以在很短的FDTD输出结果下得出．另外，Padé近似也用于计算光子晶体微腔的模式频率和品质因子．     

Padé近似在光子晶体模拟中的应用

为了节省时域有限差分(FDTD)法的计算时间,提出了许多将FDTD的时域结果转换到频域的方法.文中介绍了一种基于Baker算法的Pade近似,并展示了其在光子晶体模拟中的应用.对频率为160THz,品质因子为5000的简单谐振子,结果显示Padé近似用28时间步数据得到的强度谱比快速傅里叶变换用220时间步数据得到的强度谱更精确.采用这一Padé近似,光子晶体平板结构中不同波矢对应的模式频率和品质因子及其能带结构可以在很短的FDTD输出结果下得出.另外,Padé近似也用于计算光子晶体微腔的模式频率和品质因子.     

光子晶体慢光波导色散曲线的FDTD计算

首先介绍了光子晶体的原理,以及光子晶体波导在现代光通信中的应用.设计了一种新型的光子晶体慢光波导结构,基于麦克斯韦方程利用有限时域差分法对光子晶体慢光波导的色散关系进行分析,并利用FDTD进行仿真验证.     

介电常数对比和填充率对光子晶体中光子禁带和局域态的调节

用有限时域差分法(FDTD)和Padé近似分析了二维光子晶体的能带结构和缺陷引起的局域态.针对介电常数对比和填充率对完整光子晶体中光子禁带以及缺陷态的影响作了研究.计算了不同缺陷的光子晶体模式的振荡频率和质量因子.数值模拟的结果表明通过改变介电参数对比和填充率可以实现对光子禁带的位置、宽度、数目以及对缺陷态的调整.     

光子晶体的数值模拟

1　引　　言　　利用光子晶体构成超小型光路的研究试验正深入展开 ,而数值分析技术则对光子晶体光路的设计起保证作用 ,因此该技术正逐渐受到人们的关注。在光子晶体上利用特有的光子禁带 (PBG)的光波导 ,即使以光波长的大小弯曲或分岔 ,也不产生辐射 ,从而有望实现超小型光路。在光波导分析领域中 ,辐射的数学处理非常困难。虽然从原理上讲 ,无辐射损耗的光子晶体方可实现光路的设计 ,但必须考虑反射的影响 ,现今市售的光波导分析软件几乎均不适用。本文描述光子晶体光路设计所必需的数值分析技术。作为具体的分析实例 ,重点介绍了有限…     

二维光子晶体多模波导与单模波导的匹配传输

用多模干涉理论研究了二维正方晶格的光子晶体多模波导的3个偶模之间的干涉和自映像现象,发现它们之间的干涉可以认为是两两相互干涉叠加的结果.以7模光子晶体波导为例进行模拟计算,根据其波导的能带结构,发现在入射波的归一化频率为0.35时,3个偶模相互干涉形成的单重像在某一点重合,在这一点再连接一个单模光子晶体波导,实现了光子晶体多模波导到单模波导的匹配传输.利用有限时域差分法进行了数值模拟验证,模拟结果表明:实现了光子晶体多模波导到单模波导的高效匹配传输,传输效率达到95%.     

利用Padé近似理论分析光子晶体微腔结构

利用数学Padé近似理论和时域有限差分(FDTD)方法作为一种谱分析手段,研究了几种具有对称性的光子晶体微腔结构,用较短的时间序列计算得到很高的谱分辨率和精度,通过分析光子晶体微腔的缺陷模式,得到了品质因子高达10~6量级的光子晶体微腔结构,为优选光子晶体材料,提高激光器的功率转换效率提供了一定的理论依据。     

非线性线缺陷光子晶体波导的宽带慢光效应

采用克尔型非线性材料为光子晶体的介质柱,构建线缺陷耦合腔波导。利用非线性有限时域差分法(NL-FDTD)进行模拟仿真,并获得最佳宽带慢光效果。当群速度达到10-2数量级时,带宽为0.0920,比线性光子晶体耦合腔波导慢光带宽提高五倍,而且群速度色散降低两个数量级,实现了低群速度下更宽带宽和更低色散的慢光波导。     

光子晶体技术--(一)光子晶体光纤

简介光子晶体的概念和光子晶体光纤的导光原理。讨论了光子晶体光纤的奇异特性并介绍它的制作方法。     

光子晶体及其应用研究

光子晶体的概念于1987年提出，1991年世界上研制出第一块光子晶体。本文概述了光子晶体的性质，阐述了其特有性质所带来的应用和制作光子晶体的主要方法，并对光子晶体的发展作了展望。     

光子晶体技术--(三)光子晶体激光器

介绍了1.55μm波长的光子晶体激光器的结构、制作技术和谐振腔设计。同时介绍光子晶体的激射特性。最后,展望了光子晶体激光器的应用前景。     

光子晶体在光通信领域中的应用

光子晶体技术和光子技术是一门新兴的技术,近年来,越来越受到世界各国的重视。本文主要介绍光子晶体的基本概念,光子晶体材料制造,光子晶体在光通信领域中的应用及未来展望。     

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。     

光子晶体与光子晶体光纤

光子晶体是20世纪80年代末提出的新概念和新材料，经过十多年的发展，已取得很大进展。光子晶体由于其优越性而具有极好的应用前景，不仅可使光通信领域产生新的变革，同时将对光电子领域及其相关产业产生巨大的影响。介绍了光子晶体及根据其原理开发的光子晶体光纤。     

二维三角形光子晶体带隙与耦合特性研究

利用二维三角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的带隙分布及斜边耦合特性.结果表明,光子禁带的大小受到构成光子晶体的介电材料的空间排列分布以及介质柱半径大小的影响;束缚在光子晶体中的光波可以在波导和谐振腔中进行传输,达到选择输出光波的目的.     

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.     

二维光子晶体波导微腔传输特性的研究

用时域有限差分(FDTD)法和快速傅里叶变换(FFT)方法计算了二维正方格子光子晶体的点缺陷的谐振频率,研究了点缺陷的半径和背景材料折射率的变化对谐振频率的影响.研究结果表明,谐振归一化频率随点缺陷的半径或背景材料折射率增大而减小,当点缺陷半径增大到0.45r时,谐振中心归一化频率为0.336,波导微腔传输系数最大为9...     

光子晶体在光通信领域中的应用

光子晶体技术和先子技术是一门新兴的技术，近年来，越来越受到世界各国的重视。本文主要介绍光子晶体的基本概念，光子晶体材料制造，光子晶体在先通信领域中的应用及未来展望。     

光子晶体具备多种应用的可能性

光子晶体是一类可宽频域运行的人造功能材料,既蕴含有丰富的物理内涵,又有广阔的应用前景,利用光子晶体的内部微结构能制作限制光的新一代光学器件.众所周知的最简单器件是多孔光纤,即能在光纤内限制光,并使其以单方向传输的光波导.此外,还有更加复杂的器件,如分束器、结型连接器以及能组合成微光路的光学微腔等.目前,该项目的研究仍处于初级阶段,但研究成果颇令人关注.     

二维光子晶体的制备及应用

主要论述二维光子晶体的制备方法和二维光子晶体器件，并着重讨论了光子晶体在未来的光学器件集成方面广阔的应用前景．