摘要：为获取高品质的单通帯波长信道,设计了三种类型的渐变结构微谐振器光子晶体波导,用FDTD方法研究了这些结构的功率传输谱,并采集功率谱通帯参数对比分析了其输出性能。随微谐振器中心柱半径的增大,每支波导输出端单通帯传输模式表现为从短波向长波三次规律的周期性变化。波导结构选择及其参数的优化有助于输出性能的改善,在开发更多单通帯波长信道上都具有潜在能力。结果表明,优化后的结构拥有高品质的单通带波长传输特性,如:规律性周期变化模式、利于信号增强设计、稳定传输性能、优良宽带适应能力。该类波导可根据所需波长灵活选择最佳类型结构设计,在密集型光通信系统,光路集成,紧凑型光传感接口等设计中具有应用价值。

摘要：在二维光子晶体结构中通过调节光子晶体方形谐振器PCSRs(Photonic Crystal Square Resonators)与波导的耦合长度、耦合宽度、及其耦合柱半径优化设计了光信号分离器.借助于CMT(Coupled-Mode Theory)理论定性分析了两个PCSRs存在相互作用时,结构中波导与谐振腔之间的电磁波耦合性能,用FDTD方法研究了两信道传输工作特性.表明在设计的参数范围中,基于PCSRs的信号分离器具有高正规化传输率、窄带宽、平稳的信号传输强度,中心波长调谐范围宽的特性.该类结构可用于同一中心波长信号的功率二等均分,也可用于不同中心波长信号的分离.该微型结构在片上的光路设计将是一类有潜力的构筑模块,适于光通信领域波分解复用设计、光路集成设计等方面.

摘要：考虑到滤波器输入波导中入射电磁波和反射电磁波的相位差,通过CMT理论分析了不同设计情况下的工作性能,然后优化设计了光子晶体1×3谐振腔滤波器结构.用FDTD方法研究了滤波器工作特性,改变1×3谐振腔下侧调谐柱位置得到滤波器结构的96个不同通带峰值波长平均正规化传输率为89.6%,相邻峰值波长平均间隔为1.25nm、平均传输带宽为1.19nm、谐振腔平均品质因数为1350.2、提取的峰值波长调谐范围在1534.04～1653.16nm.结果表明:该滤波器具有正规化传输率高、带宽窄、波长信号提取强度平稳等特性.其结构在密集型波分解复用(DWDDM)系统设计、光信号传感器件设计、密集型光路集成化设计等领域具有潜在的应用价值.

摘要：在利用耦合模理论(CMT)研究了谐振器与波导之间耦合工作特性的基础上,在二维正方格子光子晶体中设计了两种对称的带有5×5微谐振器的弯折波导。采用时域有限差分法(FDTD)研究了波导的传输特性,结果表明:通过改变微谐振器中心缺陷柱半径大小,波导与微谐振器之间引入了不同的耦合谐振模式,得到了9个通带;这两种波导结构都具有窄带通的特性,其带通频率随微谐振器缺陷柱半径增加向低频移动;微谐振器相同时,侧向耦合波导输出端口通带中心频率强度衰减较直接耦合波导的小,实现了波导与谐振腔之间更强的耦合作用。这两种微型波导均可作为信号处理接口,用于窄带滤波及网络互连器件设计,在光通信、集成光路、光谱传感等领域具有潜在应用价值。

摘要：为使不同频带的电磁波沿着各自的信道传输,在二维介质柱正方格光子晶体中设计了3种典型的信道分路滤波器(CDF)结构。利用时域有限差分法研究了其特性,得到了各个输出端口对应的传输特性曲线。各信道分路输出信号在其通带中心频率处强度最大,随远离中心频率向高频或低频移动各信道输出信号强度将迅速衰减。该类CDF结构各信道分路具有选频性能强,频带中心频率串扰弱,工作波长范围宽等特性,可用作设计窄带带通滤波器、或带阻滤波器等微型器件。因此,在光子晶体片上的光路设计、波分复用光通信系统设计等方面存在潜在的应用价值。

摘要：在正方格二维光子晶体结构中设计了基于可调谐谐振腔的带通滤波器,通过改变1×5谐振腔侧边调谐介质柱位置调节谐振腔与波导系统工作时传输的波段,用CMT理论分析了输入端耦合衰减率及输入端失谐因子对滤波器的影响。借助FDTD方法得到了滤波器波长传输谱,结果表明:当滤波器结构工作于1320～1810nm波长段时,输出端38个通帯的-3dB带宽Δλ范围为4.18～11.15nm,通带峰值波长可调宽度为186.56nm。该微型滤波器适于光电通信粗波分解复用WDDM系统设计和光集成设计等方面。

摘要：为获得超宽可调谐光波长信号分束,在二维光子晶体结构中设计了基于微谐振器的光信号分离器;通过耦合模理论定性分析了不同设计情况下光信号分离器的工作性能;用时域有限差分方法研究了两输出端对称的光信号分离器的工作特性,通过调节5×5微型谐振器的结构和整体柱的相对介电常数,分别得到了29个和38个通带,信道波导提取峰值波长与通带宽度的范围分别为1310.0~1655.5nm和2.0~7.4nm;该结构具有宽调谐通频带、有效滤除噪声信号以及同一峰值波长光信号等功率分束的特性;提出的结构在粗波分解复用设计、光信号功率均分设计、光学设计集成化等领域具有潜在的应用价值。

摘要：利用正方格2维光子晶体设计了带有环形谐振器的1×2光子晶体功率分配器结构,该结构具有1个输入端口和2个输出端口。采用时域有限差分法研究了该功率分配器对电磁波的传输性能,结果表明:其结构在第三通信窗口(1 550nm波长)实现了电磁波的高效传输,同时具有优良的电磁波通频带功率二等均分性,以及电磁波传输转向设计灵活、损耗低、结构紧凑等优点。

摘要：为设计性能优异的大调谐带宽的滤波器,在二维光子晶体结构中,利用波导与微型谐振器不同耦合结构设计了带有两类微型谐振腔的4种滤波器,借助于耦合模理论(CMT)定性分析了相位失谐因子、耦合因子比值改变对滤波器工作性能产生的影响。调节5×5微型谐振器的柱半径大小,用时域有限差分法(FDTD)方法研究了滤波器传输谱特性,结果表明:3种对称结构提取的各个峰值波长具有归一化传输率高(85.3%~99.9%)、通带宽度窄(1.8~5.6 nm)、提取峰值波长调谐范围宽(1308.0~1582.3 nm)的特性。与非对称结构滤波器相比较,对称结构滤波器的提取峰值波长具有更高的归一化传输率,其结构在光学信号提取接口、光传感、光互联网络设计上有潜在的利用价值。

摘要：光通信系统设计中波分解复用器是分离光信号的一种关键部件,用于分离光信号的微型谐振器特性直接关系到波分复用(WDM,wavelength division multiplexing)解复用系统的工作性能。在二维光子晶体中逐步优化设计了基于光子晶体方形谐振器(PCSR,photonic crystal square resonator)的单信道WDM解复用结构,借助于耦合模理论(CMT,coupled-mode theory)定性分析了波导与谐振腔结构的电磁波耦合相互作用,并用时域有限差分法(FDTD,finite-difference time-domain)数值模拟了其结构工作特性。结果表明:基于PCSR设计的单输出端口WDM解复用结构在设计的参数范围中具有单谐振峰、中心波长宽调谐范围(1 501.4nm^1 591.0nm)、通带带宽窄(3.3nm^9.1nm)的特性。该结构可应用于WDM解复用光通信系统设计和光路集成设计等方面。