本文關(guān)鍵詞：非線性線缺陷光子晶體波導慢光特性研究

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【摘要】：隨著全光網(wǎng)絡(luò)的大力發(fā)展,其核心器件—全光緩存器無疑就成為人們研究的重中之重。通過光子晶體實現(xiàn)的光緩存器易被實用化,為全光緩存發(fā)展帶來了一種新的契機。由于非線性光學材料具有高能量增益特性,將非線性材料引入到光子晶體中,進一步提高光子晶體慢光效應(yīng),對未來的高速、大容量光緩存的研究發(fā)展具有重要意義。論文主要對非線性線缺陷光子晶體波導的慢光特性進行了研究。設(shè)計了具有不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)和晶格結(jié)構(gòu)的非線性波導,并通過與線性波導慢光特性比較發(fā)現(xiàn):非線性線缺陷光子晶體波導在實現(xiàn)較小群速度下,可增加帶寬和降低色散。論文主要完成的工作及創(chuàng)新點如下:1.將完美光子晶體中的線性材料介質(zhì)柱全部替換成克爾型非線性材料并引入線缺陷,構(gòu)成非線性線缺陷光子晶體波導。調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù),采用有限元分析其慢光特性。仿真結(jié)果表明:線缺陷寬度、介質(zhì)柱尺寸以及缺陷柱尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整可以改變波導群速度,找到最佳的結(jié)構(gòu),群速度可達到真空光速的0.018倍;與線性波導相比,在相同數(shù)量級10-2c的群速度下,非線性線缺陷波導的帶寬為0.0316,色散為[-4.43,2.69]*103,比線性線缺陷波導的帶寬提高1.5倍,色散降低兩個數(shù)量級。2.進一步優(yōu)化非線性線缺陷波導的晶格結(jié)構(gòu),來提高慢光性能。仿真結(jié)果表明:隨著減小介質(zhì)柱與缺陷柱的間距及增大缺陷柱向左向右平移的距離,波導的慢光群速度基本呈減小的趨勢;當介質(zhì)柱與缺陷柱間距為0.8a,缺陷柱同時向左向右平移0.1a時,獲得最佳慢光效果,其最大群速度值達到1.2*10-3c,帶寬為0.00026,色散為[-2.69,1.38]*105,歸一化延遲帶寬積值為0.2798。3.從理論上簡要分析了非線性線缺陷波導的低色散慢光性能和計算慢光型緩存器的主要性能指標。通過分析發(fā)現(xiàn):相比于線性光子晶體波導,非線性線缺陷波導的慢光性能都優(yōu)于線性波導,擁有色散補償性能,可獲得低色散;將所設(shè)計的波導應(yīng)用到光緩存器中,可取得的緩存時間為2777.78ps、緩存容量為108.33bit及緩存比特長度為9.2μm。因此,非線性線缺陷光子晶體波導對光緩存實現(xiàn)具有很重要的研究價值。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN252

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號：1260923