本文關(guān)鍵詞：二維光子晶體光通信器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：完整的光子晶體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生光子帶隙,頻率處于光子帶隙范圍內(nèi)的光波禁止傳播。在完整的光子晶體中引入缺陷,可以將缺陷模引入光子帶隙,使得缺陷模局域在缺陷位置：若引入線缺陷即可形成光子晶體波導(dǎo),線缺陷�？稍诰�缺陷位置進行無損耗傳播；若引入點缺陷即可形成光子晶體微諧振腔,點缺陷模將強烈地束縛在點缺陷位置。由于光子晶體具有光子帶隙及光子局域性,使得人們可以控制光在介質(zhì)中的傳播。光子晶體自提出就被科學(xué)界持續(xù)關(guān)注,近年來,基于光子晶體所設(shè)計、制成的光電子器件成為人們研究的重點。本文詳細推導(dǎo)了計算二維光子晶體能帶的平面波展開方法(PWE)和計算二維光子晶體各方面性能的時域有限差分方法(FDTD)。利用光子晶體點缺陷微諧振腔與線缺陷波導(dǎo)之間的共振耦合原理,設(shè)計了一種在二維三角晶格光子晶體線缺陷波導(dǎo)中放置橢圓空氣孔的耦合腔波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。通過平面波展開法(PWE)計算了空氣孔型線缺陷波導(dǎo)的能帶結(jié)構(gòu)；利用時域有限差分法(FDTD)對橢圓空氣孔在波導(dǎo)中的排列方式、數(shù)量、尺寸進行優(yōu)化設(shè)計,并對頻率與微諧振腔共振頻率一致的光波在波導(dǎo)-微諧振腔結(jié)構(gòu)中的傳輸特性和品質(zhì)因子進行研究與比較,并給出了電場分布圖。計算結(jié)果表明,當(dāng)橢圓空氣孔的長軸方向縱向排列時,相應(yīng)的共振頻率可獲得90%以上的透射率,對應(yīng)的品質(zhì)因子Q可達104級,選擇合適的參數(shù),獲得的Q可高達107級,對應(yīng)共振頻率的透射率仍在60%以上。利用光子晶體環(huán)形腔與線缺陷波導(dǎo)之間的共振耦合原理,設(shè)計了一種由主波導(dǎo)、環(huán)形腔和600彎波導(dǎo)組成的四通道二維三角晶格光子晶體解波分復(fù)用系統(tǒng)。通過平面波展開法(PWE)計算了介質(zhì)柱型線缺陷波導(dǎo)的能帶結(jié)構(gòu)；利用時域有限差分法(FDTD)計算不同頻率的光波在該系統(tǒng)中的傳輸特性,分析影響輸出效率的因素并對該系統(tǒng)做出改進。分析表明：改變環(huán)形腔內(nèi)介質(zhì)柱的半徑可調(diào)節(jié)諧振頻率,證實了在主波導(dǎo)末端增加反射介質(zhì)柱以及改變耦合區(qū)域的介質(zhì)柱的形狀可以大幅提高各通道的諧振頻率光波的透射率。計算結(jié)果顯示：該系統(tǒng)可較好地實現(xiàn)四個波長的解波分復(fù)用,透射率均達90%以上。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體 平面波展開方法 時域有限差分方法 缺陷模 傳輸特性
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN915.05;O734
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 第一章 緒論6-11
• 1.1 光子晶體的概念和性質(zhì)6-8
• 1.2 光子晶體的分類8
• 1.3 光子晶體的應(yīng)用8-10
• 1.4 光子晶體的制備10
• 1.5 論文內(nèi)容安排10-11
• 第二章 光子晶體的電磁理論基礎(chǔ)和計算方法11-23
• 2.1 光子晶體的電磁理論基礎(chǔ)11-13
• 2.2 平面波展開法13-16
• 2.3 時域有限差分法16-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 二維光子晶體波導(dǎo)及微諧振腔的研究23-29
• 3.1 二維光子晶體波導(dǎo)23-26
• 3.2 二維光子晶體微諧振腔26-27
• 3.2.1 品質(zhì)因子26-27
• 3.3 本章小結(jié)27-29
• 第四章 高透射率高品質(zhì)因子二維光子晶體波導(dǎo)-微腔結(jié)構(gòu)29-36
• 4.1 引言29-30
• 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計及能帶30-31
• 4.3 仿真計算與比較31-34
• 4.4 本章小結(jié)34-36
• 第五章 四通道二維光子晶體解波分復(fù)用系統(tǒng)的設(shè)計36-43
• 5.1 引言36-37
• 5.2 原理分析與結(jié)構(gòu)模型37-39
• 5.3 多通道波分復(fù)用器的設(shè)計39-42
• 5.4 本章小結(jié)42-43
• 第六章 總結(jié)與展望43-44
• 參考文獻44-48
• 致謝48-49
• 個人簡歷及論文發(fā)表情況49

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：324952