摘要：探讨了光子晶体负折射效应在糖溶液浓度检测中的应用,在软件中使用时域有限差分法对光在光子晶体中的传播进行了模拟实验。模拟显示:糖溶液的浓度变化与输出功率变化接近线性关系,而线性相关程度受介质柱半径常数的影响。进行了多组参数比对与优化,最终获得了线性度最高的输出功率与糖溶液浓度的对应关系。基于这个对应关系,提出了基于光子晶体负折射效应的糖溶液浓度检测方法并设计了相应的糖溶液浓度检测器。实验结果表明:基于光子晶体的糖溶液浓度检测器具有结构简单、测量精度高、响应速度快、易于与激光器件集成且不受外界电磁环境影响等优点。

摘要：在二维矩形阵列结构硅光子晶体中去除中间一排硅柱形成线波导,在线波导右侧引入点缺陷。利用时域有限差分法(FDTD)模拟仿真以及数值分析研究线波导中光耦合特性,计算出两个通道的分光比,发现改变光子晶体的温度可以明显改变这两个通道的光功率比。基于此结构,提出了一种新的光功率分配器,可以获得大范围的光功率比值,从1∶1～90∶1都可以通过改变光子晶体的温度来实现,并且当温度从0℃～200℃就可以实现这一功能,最后设计了一款三通道可调谐光功率分配器,通过调节两个点缺陷区域内温度来实现光功率的分配。

摘要：在二维矩形阵列结构硅光子晶体中去除相间三排硅柱的两排平行硅柱形成平行线波导对。利用时域有限差分法(FDTD)模拟仿真以及数值分析研究平行线波导对之间的耦合特性,发现改变硅柱半径和背景折射率可以明显改变波导的耦合周期长度。基于此结构,提出了一种新的液体折射率检测方法,以间隔三排硅柱的平行波导对为基本结构,设计了一款液体折射率探测器。该方法与其他的液体折射率检测方法相比,具有结构紧凑、测量速度快等优势,可实现折射率的快速精确检测和仪器的小型化设计。

摘要：本文提出并设计了一种基于光子晶体负折射效应的电光偏转器,通过电压改变5CB相列型液晶分子的指向矢从而改变其折射率,并对电光偏转器进行偏转控制。应用平面波展开法(PWE)和二维时域有限差分法(2D-FDTD),对光子晶体的负折射特性和自准直特性进行仿真,实现了光路的分离与偏转。仿真结果表明,该电光偏转器可实现20°的较大偏转,而且偏转角随折射率呈线性变化。

摘要：提出了一种基于法布里-珀罗腔的二维光子晶体温控光衰减器,此结构利用掺杂硅的热光效应对光子晶体折射率进行线性调制,折射率的变化引起了光子晶体的带隙以及法布里-珀罗腔光程差的变化,并导致反射率在某一温度区间内随温度线性变化,实现了对入射光的可控衰减。利用商业电磁仿真软件CST模拟了含掺杂硅的基于法布里-珀罗腔的光子晶体反射率光谱曲线,该曲线随温度发生平移;并仿真了此结构在特定频率下,其反射率随温度变化的规律,在频率为0.284THz时,曲线具有较好的线性度;仿真了4种不同的入射角情况,并对入射角为3°的温度-反射率曲线进行了线性拟合,得出了表征公式。最终设计出了一款调谐幅度为0~7.68%的光子晶体温控光衰减器。

摘要：光子晶体技术和太赫兹波技术相结合为设计太赫兹波调制器提供了新的思路。提出并设计了一种基于自准直效应和法布里珀罗(F-P)腔的太赫兹波调制器,该调制器通过在特殊结构设计的硅基空气孔型光子晶体中填充5CB液晶制成。应用时域有限差分法(FDTD),研究了太赫兹波在该调制器中的传输特性,包括时域响应、频域响应和稳态能量场分布等。该调制器调制速率约为10kHz,插入损耗约为0.308dB,调谐范围为0.308～34.32dB,体积小易于集成,可根据工作波长需要设计调制器的尺寸。该调制器最大优点在于其工作波长范围宽,是很理想的太赫兹波调制器件。

摘要：本文对梯度折射率光子晶体的亚波长聚焦特性进行了研究。该光子晶体是由硅和圆形空气孔构成的平行平板,通过改变空气孔的结构来实现折射率的梯度渐变。采用时域有限差分(finite-different time-domain,FDTD)算法对光子晶体的聚焦过程进行仿真分析。研究发现,适当地修正光程差可以大大地提高聚焦效果,同时焦距和中心空气孔的结构对聚焦效果也有影响。综合以上3种要素,最终设计出的梯度折射率光子晶体平板可实现较好的亚波长聚焦效果,其中在光子晶体外部1.45λ处的光斑最佳,半宽值可达到0.344 7λ。为了提升应用性能,设计了一个动态的调焦系统。在该光子晶体中加入半导体制冷片来调节温度,通过改变温度可以实现1.137 4λ~2.626 4λ的焦点调谐,同时焦斑半宽均小于0.4λ。

摘要：本文提出并设计了一种新的基于 L i Nb O3衬底的非对称马赫 -曾德 (Mach- Zehnder,M- Z)结构集成光学型电光可调谐滤波器 ,并利用耦合模方程和光束传播法 (BPM)对单个滤波器的电压响应特性和频率响应特性进行了分析模拟。文中还利用多个滤波器级联实现多个波长的动态滤波和路由 ,所得各种特性满足全光网 (AON)

摘要：从理论上分析设计了三角晶格的光子晶体,利用时域有限差分法模拟横电模(TE模)在二维光子晶体中的传播,并对模拟得到的电磁场数据作傅里叶变换得到其频谱。通过对各个频谱成分的相位作分析,计算出光子晶体的等效折射率。进一步发现不同的空间频率对应的相速度方向是不同的,正折射的频率对应的相速度方向与能量传播方向一致,负折射的频率对应的相速度方向与能量传播方向相反。对光子晶体内部电场的变化做了详细的分析,以期为探究光子晶体与电磁波作用的物理机理提供扎实的理论依据。

摘要：应用光束传输法对基于三阶非线性材料的弧型波导全光开关的开关特性进行了模拟 ,对两波导中心距、宽度及其不对称性等几何参数对开关特性产生的影响进行了分析 ,并对其进行了优化设计。结果表明 ,优化设计后的弧型波导全光开关具有较低的平均开关功率、数值化多次开关特性 。