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相似文献
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1.
平行光子晶体波导的传输特性及应用   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
采用时域有限差分法研究两平行光子晶体波导的传输特性及模场分布,利用耦合模理论计算光子晶体波导的耦合系数。计算结果表明,在不同的频率范围内两平行光子晶体波导之间表现出不同的耦合特性:在高频段(0.32~0.44)(ωa/2πc)的范围内两直波导表现出相互的能量交换,实现光耦合,耦合系数随入射波 频率增加而减小;而在低频段(0.29~0.32)(ωa/2πc)的范围内,两波导的传输谱图几乎重合。最后,提出一种采用固定波导耦合长度同时实现光分束及光均分器的方案,当耦合长度取34a时,可将频率为0.333 (ωa/2πc)和 0.357(ωa/2πc)的两入射波分束传播,同时将低频段中的任意频率波进行能量均分。  相似文献   

2.
不在同一平面的空间多波导中光耦合发生在横截面两个方向,利用空间多波导可以方便、有效地实现不同层间器件的互连。将平面波导耦合模理论推广到空间多波导之间的耦合,在弱导引条件下给出了空间多波导的耦合方程。利用该耦合方程对三维集成光学器件中常见的空间三波导和空间四波导的耦合特性进行分析,得出光强分布及耦合长度的解析表达式,并用三维全矢量光束传输法验证了分析结果。分析结果表明利用空间多波导可以实现水平和垂直两个方向上的均匀或非均匀分束,为利用空间多波导之间相互耦合的三维定向耦合器件的设计和分析提供理论基础。  相似文献   

3.
金属包层对称平面单轴晶体波导的模式场(Ⅱ)   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
郭旗  石智伟 《物理学报》2002,51(8):1716-1723
对于晶体光轴平行于波导界面的结构,讨论了光在金属包层对称平面单轴晶体波导(波导层是单轴晶体,两个波导界面均为金属)内的传输特性.解析地得到了这种结构下波导模式场的精确解.模式场的性质因单轴晶体的性质不同而异.对于正单轴晶体,波导的主模是横电波,任何频率的光波均可激励该模式;当频率满足一定条件时,波导内传输单模,否则,将激励起高阶模式.高阶模既非TE波,也非TM波,而是两者耦合而成的混合模.对于负单轴晶体,波导的主模是一种混合模,该模式同样可被任何频率的光波所激励;当频率满足一定条件时,波导内传输单模,否则 关键词: 平面金属波导 单轴晶体 模式场 混合模  相似文献   

4.
含Kerr介质二维光子晶体波导传输特性的NFDTD分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用非线性时域有限差分法(NFDTD)理论,导出了含Kerr介质的二维NFDTD算法的离散表达式,并对含Kerr介质点缺陷的二维光子晶体波导传输特性进行了分析,得到了相应的透射频谱和光场分布图.研究发现,对于输入该波导的归一化频率为0.419的光信号,当入射光强小于2.8×104W/m2时,信号几乎不能通过;当入射光强大于2.5×106W/m2时,信号能通过.这些结果将有助于光子晶体光限幅、光开关等器件的设计.  相似文献   

5.
吴丹丹 《物理学报》2007,56(6):3272-3278
采用数值模拟方法研究光折变晶体中的高阶耦合光伏空间孤子.该孤子可用包含两种频率的四束平行光入射到折射率改变为正的光折变晶体中形成.数值研究还发现,当入射光束为双曲正割光束时,在一定条件下可以模拟高阶耦合光伏空间孤子,而且,这种高阶耦合光伏空间孤子显示出光控光的特性.入射光束显著偏离左右对称会影响高阶耦合光伏空间孤子的实现. 关键词: 耦合光伏空间孤子 光控光  相似文献   

6.
搭建采用光纤锥近场激发银纳米线表面等离子体激元的光路,并在氧化铟锡(ITO)衬底上实现银纳米线表面等离子体激元突破衍射极限在亚波长领域的光波导。通过R轴旋转平移台,改变光纤锥与银纳米线平行方向上的角度,研究在ITO衬底上银纳米线表面等离子体激元在不同激发角度下的耦合效率。实验上获得不同角度下银纳米线光波导的电荷耦合元件(CCD)数码信息图,并采用Adobe Photoshop灰度直方图的方法,在100 pixel×100 pixel质量下计算入射光强以及出射光强,进而计算银纳米线的耦合效率。结果表明,在不同的激发角度下,银纳米线在ITO衬底上的耦合效率与激发角度相关,两者平行时耦合效率最高,垂直时耦合效率最低。  相似文献   

7.
刘云凤  刘彬  何兴道  李淑静 《物理学报》2016,65(6):64207-064207
提出了一种基于六角格子光子晶体波导微腔和Fabry-Perot(FP)腔非对称耦合的全光二极管结构, 它由一个包含非线性Kerr介质的高Q值微腔与一个光子晶体波导中的FP腔组成. 通过有限时域差分方法对其传输特性进行了仿真, 发现通过两腔的非对称耦合可以实现在特定光强度下的正向传输、反向截止的功能. 在靠近微腔方向光入射时, 特定强度的光可以激发非线性微腔的Kerr效应, 改变了Fano腔的共振频率, 从而变成透射状态. 而远离微腔方向光入射, 由于这个不对称的结构造成场局域的分布不对称, 激发微腔Kerr效应的光强还不够, 所以光不能透射. 所设计的全光二极管结构具有良好的性能参数: 最大透射率高和高透射比、光强阈值低和易于集成等.  相似文献   

8.
三个非平行波导间的耦合   总被引:3,自引:3,他引:0  
贾玉斌 《光学学报》2005,25(9):161-1165
提出一种分析非平行波导的简明方法…耦合系数推广法,把非平行波导几何图形的变化直接转化成波导耦合系数中波导间距的变化.即对耦合系数进行了巧妙的推广.把波导间距的变化以指数的形式潜人到耦合微分方程中,建立了非平行三波导系统的耦合方程。这些耦合方程包含了非平行波导传输的全部信息,即非平行波导输出光的振幅和相位,非平行传输波导的长度及其夹角.非平行波导输人端口的间距,能量转换与波导参量的关系等。对这些微分方程作巧妙的数学变换,得到非平行三波导耦合系统输出光的完整分析解,分析和讨论了对称和不对称输人初始条件下三个非平行波导的耦合情况。由此可以优化非平行波导的设计参量。  相似文献   

9.
Ce:KNSBN晶体两波耦合中的光扇效应   总被引:15,自引:2,他引:13  
采用两波耦合非同时读出实验装置,测量了掺铈钾钠铌酸锶钡(Ce:KNSBN)晶体两波耦合过程中的信号光和抽运光非同时打开条件下两波耦合增益的时间变化规律,讨论了光扇的入射光强阈值及光扇效应对两波耦合动态过程的影响。结果表明:632.8 nm He-Ne激光在Ce:KNSBN晶体中写入体光栅时,光扇效应存在明显的写入光强阈值特性,当入射光强大于30mW/cm^2时才存在强烈的光扇效应。利用修正耦合波方程对Ce:KNSBN晶体中的两波耦合动态过程、增益随着信号光和抽运光打开时间间隔△t的变化进行了模拟计算,理论模拟结果与实验测量结果基本一致。  相似文献   

10.
张蓉竹  杨春林 《光子学报》2002,31(Z2):363-367
从理论上讨论了光在两根相互耦合的波导中传播的性质,通过束传播法从数值模拟上对光在两根及三根相互耦合的波导中传播的特性进行了分析。得出光在两种近耦合波导结构中传输具有的特性分析结果。  相似文献   

11.
Directional coupling between the even- and odd-parity modes of two parallel dissimilar linear defect waveguides in a square photonic crystal of cylindrical air holes in dielectric background is numerically demonstrated. Projected band-structure computations through the plane-wave expansion method reveal that high-efficiency coupling can be achieved in a frequency range of approximately 9 % extent around the central frequency. Coupling occurs if one row of spacing is maintained between the waveguides supporting even and odd modes, which are composed of annular air holes with outer radii equal to the photonic crystal’s scatterer radii and inner radii of 0.19 and 0.44 periods, respectively. Extinction ratio for coupling from the even to odd mode at the central frequency is 4.0 dB. Coupling length calculated through finite-difference time-domain simulations is approximately 25 periods at the central frequency, in agreement with the estimation through band diagram. Unidirectional light transmission is also demonstrated through finite-difference time-domain simulations, provided that waveguide and coupling lengths are equal. Forward and reverse transmittances of 71 and 0.3 %, respectively, are achieved at the central operation frequency in a 25-period system.  相似文献   

12.
以二维三角晶格光子晶体为研究对象,在该光子晶体中引入两行以一行耦合介质柱为间距的平行单模线缺陷波导.通过分析和研究光子晶体波导耦合结构的耦合和解耦合特性,发现在不同频率下耦合波导的耦合长度不同.利用平面波展开法和定向耦合原理计算了在不同入射光频率下,缺陷波导间耦合波导的耦合长度,设计了一种新型超微光子晶体波导耦合型三波长功分器,实现了归一化频率分别为0.369、0.394、0.435的光波的分束效果.采用时域有限差分法验证了该功分器具有很好的功率分配效果.本文结果有助于光子晶体新型滤波器、定向耦合器、波分复用器、偏振光分束器以及光开关等光子器件的研究.  相似文献   

13.
光子晶体波导耦合的波分复用研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
两平行光子晶体单模波导的相互耦合组成一个耦合结构。两本征模的色散曲线相交并出现简并,简并模之间的耦合作用使模式的分布发生了改变。由于耦合的作用,各个波长的光波会在不同的波导中传输。在简并点处两本征模发生解耦合,光波会沿着原来的方向传输。将两个不同耦合长度的光子晶体波导耦合结构集成在一起,就可以组成一个三波长的光子晶体波分复用器。  相似文献   

14.
Xu Y  Lee RK  Yariv A 《Optics letters》2000,25(10):755-757
We study adiabatic transformation in optical waveguides with discrete translational symmetry. We calculate the reflection and transmission coefficient for a structure consisting of a slab waveguide that is adiabatically transformed into a photonic crystal waveguide and then back into a slab waveguide. The calculation yields high transmission over a wide frequency range of the photonic crystal waveguide band and indicates efficient coupling between the slab waveguide and the photonic crystal waveguide. Other applications of adiabatic mode transformation in photonic crystal waveguides and the coupled-resonator optical waveguides are also discussed.  相似文献   

15.
A photonic crystal waveguide coupling structure can be constructed by putting three adjacent photonic crystal waveguides in parallel. Guided mode propagation method is employed to analyze the interference behavior of the approximate solution in such a coupling and the self-image phenomenon in multi-mode waveguides. A three-channel multimode interference wavelength division multiplexing can be obtained. The presented device has a high transmission rate as well as the advantage of multi-wavelength selection, thus it may have a potentially practical application in future photonic integrated circuit.  相似文献   

16.
Grating-assisted coupling of optical fibers and photonic crystal waveguides   总被引:3,自引:0,他引:3  
Kuang W  Kim C  Stapleton A  O'Brien JD 《Optics letters》2002,27(18):1604-1606
We propose and analyze a highly efficient method of coupling light from optical fibers to two-dimensional photonic crystal waveguides. Efficient coupling is achieved by positioning of a tapered fiber parallel to the linear defect, where the photonic crystal's cladding functions as a grating coupler and provides field confinement as well. Numerical simulations indicate that better than 90% transmission is possible with a full width at half-magnitude bandwidth of 12nm. It is shown that one can increase the bandwidth by increasing the field overlap between the two waveguides.  相似文献   

17.
We present time-resolved spontaneous emission measurements of single quantum dots embedded in photonic crystal waveguides. Quantum dots that couple to a photonic crystal waveguide are found to decay up to 27 times faster than uncoupled quantum dots. From these measurements beta-factors of up to 0.89 are derived, and an unprecedented large bandwidth of 20 nm is demonstrated. This shows the promising potential of photonic crystal waveguides for efficient single-photon sources. The scaled frequency range over which the enhancement is observed is in excellent agreement with recent theoretical proposals taking into account that the light-matter coupling is strongly enhanced due to the significant slow-down of light in the photonic crystal waveguides.  相似文献   

18.
赵绚  刘晨  马会丽  冯帅 《物理学报》2017,66(11):114208-114208
基于波导间能量耦合效应的光子晶体功率分束器具有结构紧凑、带宽较宽、弯曲损耗低、分光角度大和不受外界电磁场干扰等优点.本文利用时域有限差分方法,理论研究了二维三角晶格光子晶体耦合波导的功率分束特性,设计得出了一种能够在宽频谱范围内针对不同频率区间实现不同分光比的功能器件.在此基础上通过改变耦合区介质柱形状以及输出分支波导与能量耦合波导的连接位置,最终针对三个相邻频率范围内的入射光信号,较好地实现了三均分、二均分、单一输出通道这3种能量分配输出模式.该功能器件具有透过率对比度高、结构紧凑等特性,对于发展全光功能器件在大规模全光复杂集成领域内的实际应用具有一定的促进作用.  相似文献   

19.
In this paper, we have presented a compact and integrated terahertz wave switch design based on photonic crystal ring resonators. The photonic crystal structure with square lattice is investigated and applied for design of ring resonators. The switching mechanism of this novel switch is based on the variation of the resonant frequency of the ring resonator inserted between two parallel waveguides. The refractive index of the holes of the structure filled with polyaniline electrorheological fluids are varied by applied external electric field, the result of which is the variation of the ring resonant frequency. The proposed device is analyzed by using finite difference time domain method. Numerical simulation results show that this switch has high extinction ratio, small size, low voltage and advantages of selectivity of coupling THz wave to different output ports.  相似文献   

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