本文關(guān)鍵詞：非線性線缺陷光子晶體波導(dǎo)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(shí)現(xiàn)的光緩存器易被實(shí)用化,為全光緩存發(fā)展帶來了一種新的契機(jī)。由于非線性光學(xué)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(jìn)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(dǎo)的慢光特性進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)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(dǎo),并通過與線性波導(dǎo)慢光特性比較發(fā)現(xiàn):非線性線缺陷光子晶體波導(dǎo)在實(shí)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(diǎn)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(dǎo)。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(dǎo)群速度,找到最佳的結(jié)構(gòu),群速度可達(dá)到真空光速的0.018倍;與線性波導(dǎo)相比,在相同數(shù)量級(jí)10-2c的群速度下,非線性線缺陷波導(dǎo)的帶寬為0.0316,色散為[-4.43,2.69]*103,比線性線缺陷波導(dǎo)的帶寬提高1.5倍,色散降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)。2.進(jìn)一步優(yōu)化非線性線缺陷波導(dǎo)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(dǎo)的慢光群速度基本呈減小的趨勢;當(dāng)介質(zhì)柱與缺陷柱間距為0.8a,缺陷柱同時(shí)向左向右平移0.1a時(shí),獲得最佳慢光效果,其最大群速度值達(dá)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(dǎo)的低色散慢光性能和計(jì)算慢光型緩存器的主要性能指標(biāo)。通過分析發(fā)現(xiàn):相比于線性光子晶體波導(dǎo),非線性線缺陷波導(dǎo)的慢光性能都優(yōu)于線性波導(dǎo),擁有色散補(bǔ)償性能,可獲得低色散;將所設(shè)計(jì)的波導(dǎo)應(yīng)用到光緩存器中,可取得的緩存時(shí)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(dǎo)對光緩存實(shí)現(xiàn)具有很重要的研究價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN252

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號(hào)：1260923