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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
基于硅纳米线波导的两级光子晶体缩束器   总被引:1,自引:0,他引:1  
崔乃迪  梁静秋  梁中翥  王维彪 《光学学报》2012,32(1):123004-244
鉴于在微观领域光波的缩束对实现光电集成的重要意义,提出了基于硅纳米线波导的两级光子晶体缩束器。其中一级压缩基于W5型和W1型光子晶体波导间的高效耦合。二级压缩则由宽为0.1μm,长为3.06μm的纳米线波导和W1型光子晶体波导构成,通过二者的高效耦合实现光束压缩。当W1型光子晶体波导和纳米线波导间介质柱的半径为0.04μm时,对于1550nm波长的电磁波,缩束器的通光效率可达93.4%,压缩比为16.08,出射光束半峰全宽仅为0.148μm。  相似文献   

2.
光子晶体异质结耦合波导光开关   总被引:2,自引:0,他引:2  
黎磊  刘桂强  陈元浩 《光学学报》2013,33(1):123002-222
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平行的单模线缺陷波导,以一行耦合介质柱为间距,通过调节部分耦合介质柱的折射率,构筑了光子晶体异质结耦合波导光开关结构。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,缺陷波导间耦合介质柱的折射率不同时的耦合长度,确定了合适的光子晶体异质结耦合波导光开关的结构参数。利用时域有限差分法研究了该光开关中耦合介质柱的折射率变化及异质结构介质柱的位置分布对光信号输出路径的影响。结果表明,通过改变该结构中耦合介质柱的折射率可以改变光的输出路径,可实现光的开关行为。并且异质结构介质柱位置的随机分布对该光开关的影响不大,有助于光子晶体新型滤波器、定向耦合器、波分复用器以及光开关等光子器件的研究。  相似文献   

3.
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   

4.
光子晶体是以介电常数呈周期性排布且在光波长量级构建的人工微结构,利用其具有光子禁带这一特性可实现对光子的控制。引入线缺陷可形成光子晶体波导。以1.55μm的TE偏振光作为光源,用时域有限差分法计算并分析了二维正方晶格光子晶体三光波导方向耦合器在不同波导间距下的耦合长度及耦合效率分别与介质柱折射率和介质柱半径的变化关系。研究结果为1.55μm耦合器的结构设计及制备提供一定的理论指导。  相似文献   

5.
叶涛  徐旭明 《物理学报》2010,59(9):6273-6278
将两光子晶体单模波导平行、邻近放置构成一个光子晶体波导耦合结构.根据耦合和解耦合理论,设计了一种新型的高效异质结构四波长波分复用器.应用时域有限差分法模拟了该器件的效率,并通过改变一排介质柱的折射率,实现了较高的透射率.进一步发现在入射口处添加三对介质柱,可以有效地降低系统的反射,实现了四个波长的高效传输,四个波长的透射率均超过了90%.该器件不仅具有较高的透射率,而且其尺寸仅为36 μm×17 μm,在未来的光子集成回路中具有潜在的应用价值. 关键词: 光子晶体波导 耦合 异质结构 波分复用  相似文献   

6.
董小伟  权炜  刘文楷 《光子学报》2015,44(2):181-184
在单线缺陷结构中引入两个附加的相邻介质柱,构成一种新型的光子晶体耦合腔波导结构.通过平面波展开法对波导结构的的慢光特性进行了仿真分析,研究了平移线缺陷上下两侧介质柱,以及改变腔体的长度对器件色散特性和群速度的影响.结果表明:与平移缺陷上下两侧介质柱相比,通过改变腔体的长度,不仅可将光群速度低到0.03c(c为真空下的光速),而且器件的有效波长范围接近20nm.利用时域有限差分法得到波导结构的传输场分布图,研究波长的选取对入射激励光在光子晶体耦合腔波导中传输场的影响,发现结构参量优化后的光子晶体耦合腔波导仍然具有良好的传输特性.  相似文献   

7.
一种新型光子晶体波导定向耦合型超微偏振光分束器   总被引:3,自引:1,他引:2  
将两个二维空气孔光子晶体波导平行放置,两波导之间由三排空气孔相隔,构成一个定向耦合器.数值分析了TE(磁场平行于空气孔)和TM(电场平行于空气孔)偏振态光波在该定向耦合器中的传播行为.结果表明,减小耦合区两波导间的一排介质柱的半径,TE模的耦合长度减小,而TM模的耦合长度不变.基于此结构,设计了超微偏振光分束器,整个器件的尺寸为10.1μm,与已报道的24.2μm的结果相比,该器件具有更小的器件尺寸和更高的输出效率.  相似文献   

8.
在完整二维光子晶体中引入线缺陷后,就形成了光子晶体波导。将时域有限差分法(FDTD)和平面波法作为光子晶体理论研究的工具。研究结果表明,光子晶体波导之间的耦合遵循普通介质波导耦合的一般规律,有定向耦合的功能;将两个具有不同耦合长度的光子晶体波导定向耦合器顺序集成在一起,可以组成一个三波长的光子晶体分/合频器。  相似文献   

9.
张佳  徐旭明  何灵娟  于天宝  郭浩 《物理学报》2012,61(5):54213-054213
谐振腔因其具有选频功能而在集成光学领域具有广泛的应用. 通过两个光子晶体环形腔、四个不同尺寸的光子晶体微腔及波导之间的耦合, 实现了1310 nm, 1550 nm, 1600 nm和1650 nm 四个波长的波分解复用.时域有限差分法模拟分析的结果表明, 仅仅通过调制输出波导边缘介质柱的半径, 即可使四个波长的输出效率均达到90%以上. 所设计的器件不但效率高, 而且尺寸小(约为12 μ m× 17 μ m), 在未来的光通信领域中具有潜在的应用价值.  相似文献   

10.
提出了一种基于光子晶体耦合波导实现光开关效应的方法:将线缺陷引入二维光子晶体以形成两平行的邻近波导,两邻近波导及其中间的两排介质柱构成了光开关模型耦合区;利用平面波展开法计算了不同介质填充率情况下的色散特性.结果发现:减小介质填充率可以实现波导耦合长度的减小;分段调整中间介质柱的填充率和选择不同的耦合搭配长度,定向耦合...  相似文献   

11.
光子晶体波导定向耦合器   总被引:20,自引:6,他引:14  
在完整二维光子晶体中引入线缺陷后,就形成了光子晶体波导;将时域有限差分方法(FDTD)用于光子晶体波导耦合研究,计算了不同耦合长度情形下的波导各个出口处的透过率,结果表明:光子晶体波导耦合遵循普通介质波导耦合的一般规律,也有定向耦合的功能。进一步的研究表明:对于不同的频率,光子晶体定向耦合器耦合系数是不同的,并且耦合系数和对应的频率之间近似直线关系。  相似文献   

12.
A photonic wire-based directional coupler based on SOI was fabricated by e-beam lithography (EBL) and the inductively coupled plasma (ICP) etching method. The size of the sub-micron waveguide is 0.34 μm × 0.34 μm, and the length in the coupling region and the separation between the two parallel waveguides are 410 and 0.8 μm, respectively. The measurement results are in good agreement with the results simulated by 3D finite-difference time-domain method. The transmission power from two output ports changed reciprocally with about 23 nm wavelength spacing between the coupled and direct ports. The extinction ratio of the device was between 5 and 10 dB, and the insertion loss of the device in the wavelength range 1520-1610 nm was between 22 and 24 dB, which included an about 18.4 ± 0.4 dB coupling loss between the taper fibers and the polished sides of the device.  相似文献   

13.
The design of a vertical directional coupler between a three-dimensional plasmonic slot waveguide and a silicon waveguide is theoretically investigated in detail. It consists of two steps: the design of isolated plasmonic slot waveguide and silicon waveguide and the determination of the gap between the two waveguides and the length of a coupling region. The designed structure transfers 70.8% of the power carried by the silicon waveguide mode to the plasmonic slot waveguide mode when the gap is 150 nm and the coupling length is 2.14 μm. The wavelength dependence of our vertical directional coupler is also studied. The analysis shows that the amount of the transferred power changes slightly over a very wide wavelength range between 1.40 μm and 1.61 μm. Moreover, if we employ the fabrication technology for silicon photonics, it is quite tolerant to the variation of the length of its coupling section. Finally, the vertical directional coupler is considered for a polarizer.  相似文献   

14.
设计了一种基于LiNbO_3的长周期波导光栅可调谐耦合器.该耦合器利用长周期光栅的独有特性将输入波导的导模经包层模耦合至输出波导导模.由于LiNbO_3的电光效应,波导光栅芯层与包层的有效折射率随外加电压变化,从而耦合器的谐振波长及耦合效率可由外加电压调谐.分析了光栅周期与耦合器的长度对耦合器带宽和耦合效率调谐范围的影响,以及波导尺寸对谐振波长调谐灵敏度的影响.结果表明光栅周期越短,耦合器长度越长,则耦合器的带宽越窄,耦合效率调谐范围也越大.此外,谐振波长调谐灵敏度随波导宽度的增加而减小,而波导厚度对谐振波长调谐灵敏度的影响可以忽略.对光栅周期为94μm、长度为3.52cm的耦合器进行仿真,结果表明,谐振波长灵敏度为26.2pm/V,3dB带宽可达4.5nm,当外加电压从0变化到200V时,谐振波长变化5.24nm,耦合效率可在1到0.15之间进行调谐.  相似文献   

15.
A. Taher Rahmati  N. Granpayeh 《Optik》2010,121(18):1631-1634
In this paper, we have analyzed a nonlinear photonic crystal directional coupler by the finite difference time domain method. We have tried to increase the coupling efficiency and also reduce the coupling length in linear and nonlinear states in this device. In this coupler, refractive index of the rods of the central row is tuned by input signal power due to nonlinear Kerr effect; therefore, input signal beam can be controlled so as to be exchanged between two output ports. Physical length is chosen to be 24a so as to have the highest output power ratio and also the smallest amount of power required for nonlinear performance.  相似文献   

16.
非线性一维光子晶体波导光双稳   总被引:2,自引:2,他引:0  
利用非线性折射率系数较大且非线性时间响应较快的CdSxSe1-x玻璃为材料,设计并制备了非线性一维光子晶体波导光双稳器件,该器件的折射率空间分布呈正弦形式。实验测得双稳开关的阈值功率密度为1.60×105W/cm2,开关时间为63ps。采用时域有限差分方法讨论了光子晶体带隙随入射光强变化而移动的情况,随着入射光功率密度的增加,光子晶体的带隙中心向短波方向移动。同时计算了该器件的双稳特性,理论计算得到双稳开关的阈值功率密度为1.40×105W/cm2,开关时间约为50ps。获得了理论与实验基本一致的结果。  相似文献   

17.
Since the advent of three-dimensional photonic integrated circuits,the realization of efficient and compact optical interconnection between layers has become an important development direction.A vertical interlayer coupler between two silicon layers is presented in this paper.The coupling principle of the directional coupler is analyzed,and the traditional method of using a pair of vertically overlapping inverse taper structures is improved.For the coupling of two rectangular waveguide layers,a pair of nonlinear tapers with offset along the transmission direction is demonstrated.For the coupling of two ridge waveguide layers,a nonlinear taper in each layer is used to achieve high coupling efficiency.The simulation results show that the coupling efficiency of the two structures can reach more than 90%in a wavelength range from 1500 nm to 1650 nm.Moreover,the crosstalk is reduced to less than-50 d B by using multimode waveguides at intersections.The vertical interlayer coupler with a nonlinear taper is expected to realize the miniaturization and dense integration of photonic integrated chips.  相似文献   

18.
We numerically characterize a novel type of a photonic crystal waveguide, which consists of several rows of periodically arranged dielectric cylinders. In such a nanopillar photonic crystal waveguide, light confinement is due to the total internal reflection. A nanopillar waveguide is a multimode waveguide, where the number of modes is equal to the number of rows building the waveguide. The strong coupling between individual waveguides leads to the proposal of an ultrashort directional coupler based on nanopillar waveguides. We present a systematic analysis of the dispersion and transmission efficiency of nanopillar photonic crystal waveguides and directional couplers. Plane wave expansion and finite difference time domain methods were used to characterize numerically nanopillar photonic crystal structures both in two- and three-dimensional spaces.  相似文献   

19.
一种新型可调制的光子晶体环形腔滤波器   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
杨春云  徐旭明  叶涛  缪路平 《物理学报》2011,60(1):17807-017807
在光子晶体环形腔中增加两个散射介质柱,构成一个新型的环形腔滤波器,该滤波器能有效选择光波透过,光波的透射率可以达到90%以上,带宽较小.可通过这两种不同的调节方式使滤波器中波长的带宽和数值进行任意的改变:1)减小散射介质柱半径,从负载波导输出波长的带宽变大,主波导中波长的带宽减小;增大其半径时,它们的变化正好相反.2)改变耦合区域介质柱半径的大小,滤波器中波长的数值也会相应地变化,它与介质柱半径的变化呈正比,并且透射率也会发生明显的变化.这就为其在制备集成光子器件的应用中奠定了基础. 关键词: 环形腔 滤波器 散射介质柱 透射率  相似文献   

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