發(fā)布時(shí)間：2021-02-06 22:04

　　提出了一種1550nm波長的二維正方晶格光子晶體三模式模分復(fù)用/解復(fù)用器。該器件由兩個(gè)非對(duì)稱定向耦合結(jié)構(gòu)組成,可以實(shí)現(xiàn)TE0、TE1和TE2模式的模分復(fù)用與解復(fù)用。同時(shí)為了防止波導(dǎo)耦合處的模式失配問題,波導(dǎo)耦合處采用了漸變結(jié)構(gòu)。利用時(shí)域有限差分法和平面波展開法對(duì)其性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明:該器件在1550nm波長TE0、TE1和TE2模式的模分復(fù)用/解復(fù)用的插入損耗低于0.14dB,信道串?dāng)_低于-20dB。 

【文章來源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017,54(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖３（ａ）直角單模波導(dǎo)歸一化頻率曲線；（ｂ）公共波導(dǎo)傳播常數(shù)隨波導(dǎo)寬邊變化曲線Ｆｉｇ．３（ａ）Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｕｒｖｅｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｍｏｄｅｗａｖｅｇｕｉｄｅｗｉｔｈｒｉｇｈｔａｎｇｌｅ；

５４，０２０６０２（２０１７）激光與光電子學(xué)進(jìn)展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ圖４（ａ）ＴＥ０與ＴＥ１（ｂ）ＴＥ０與ＴＥ２相互轉(zhuǎn)換的模式穩(wěn)態(tài)場(chǎng)強(qiáng)分布圖Ｆｉｇ．４Ｓｔｅａｄｙｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒｍｏｄｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ（ａ）ＴＥ０ａｎｄＴＥ１ａｎｄ（ｂ）ＴＥ０ａｎｄＴＥ２圖５（ａ）未包含漸變波導(dǎo)的公共波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；（ｂ）包含漸變波導(dǎo)的公共波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；（ｃ）未包含漸變波導(dǎo)時(shí)，波導(dǎo)透射率示意圖；（ｄ）包含漸變波導(dǎo)時(shí)，波導(dǎo)透射率示意圖Ｆｉｇ．５（ａ）Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｏｕｔｔａｐｅｒｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ；（ｂ）ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｔａｐｅｒｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ；（ｃ）ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｗｉｔｈｏｕｔｔａｐｅｒｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ；（ｄ）ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｗｉｔｈｔａｐｅｒｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅＲｓｏｆｔ軟件計(jì)算得到未采用漸變波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的公共波導(dǎo)其透射率明顯低于采用了漸變波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖５（ｃ）、５（ｄ）所示�？梢钥闯霾捎脻u變波導(dǎo)銜接的結(jié)構(gòu)可有效提高透射率，抑制模式失配。３仿真結(jié)果與分析３．１模分復(fù)用仿真分析利用ＦＤＴＤ仿真分析本文設(shè)計(jì)的光子晶體三模式模分復(fù)用器的性能。對(duì)于復(fù)用過程，在端口１輸入波長為１５５０ｎｍ的ＴＥ０模光波，其穩(wěn)定模場(chǎng)圖如圖６（ａ）所示，圖６（ａ）表示波導(dǎo)Ｇ１中ＴＥ０模光波在傳輸過程中沒有發(fā)生任何模式轉(zhuǎn)換最終進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ３。同時(shí)檢測(cè)耦合進(jìn)波導(dǎo)Ｇ３的透射率Ｔ１－３，耦合進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ４的透射

５４，０２０６０２（２０１７）激光與光電子學(xué)進(jìn)展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ圖６（ａ）復(fù)用過程ＴＥ０穩(wěn)定模場(chǎng)分布圖；（ｂ）～（ｄ）復(fù)用過程各波導(dǎo)的透射率Ｆｉｇ．６（ａ）ＳｔｅａｄｙｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒＴＥ０ＭＭＵＸ；（ｂ）－（ｄ）ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｏｆｅａｃｈｗａｖｅｇｕｉｄｅＭＭＵＸ圖７（ａ）復(fù)用過程ＴＥ１穩(wěn)定模場(chǎng)分布圖；（ｂ）～（ｄ）復(fù)用過程各波導(dǎo)透射率Ｆｉｇ．７（ａ）ＳｔｅａｄｙｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｏｒＴＥ１ＭＭＵＸ；（ｂ）－（ｄ）ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｏｆｅａｃｈｗａｖｅｇｕｉｄｅＭＭＵＸＴＥ２模耦合進(jìn)入主波導(dǎo)并最終進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ３。同時(shí)檢測(cè)耦合進(jìn)波導(dǎo)Ｇ３的透射率Ｔ５－３，耦合進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ１的透射率Ｔ５－１，以及耦合進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ４的透射率Ｔ５－４，結(jié)果如圖８（ｂ）～（ｄ）所示。由上述可知，１５５０ｎｍ波長ＴＥ０，ＴＥ１模的復(fù)用透射率較高，達(dá)到９７．５％以上，１５５０ｎｍ波長ＴＥ０，ＴＥ２模的復(fù)用透射率高達(dá)９８％以上，并且耦合進(jìn)相鄰信道的輻射強(qiáng)度都較低，達(dá)到１０－３量級(jí)。３．２模分解復(fù)用仿真分析同理對(duì)解復(fù)用過程進(jìn)行仿真分析，在端口４輸入波長為１５５０ｎｍ的ＴＥ０模光波，其穩(wěn)定模場(chǎng)圖如圖９（ａ）所示，Ｇ３波導(dǎo)中ＴＥ０模光波在傳輸過程中沒有發(fā)生任何模式轉(zhuǎn)換最終進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ１。同時(shí)檢測(cè)耦合進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ１的透射率Ｔ３－１，耦合進(jìn)入波導(dǎo)Ｇ４的透射率Ｔ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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