光通信窗口的光子晶体光开关特性

利用传输矩阵法,从理论上研究了掺杂非线性介质的一维光子晶体的光学性质.在此基础上提出了非线性光子晶体光开关结构,并模拟仿真了光开关的工作原理和过程,研究表明该结构可以在1.55μm的光通信窗口很好地完成光开关的功能.另外,此结构还兼有可调谐窄带滤波器的功能,而且通过改变缺陷层两侧的周期结构的层数可以使透射峰的宽度达到0.3nm以下,完全可以满足密集波分复用系统的要求.     

基于掺杂电光材料一维光子晶体的光开关

设计了新型的光开关器件,该器件建立在掺杂电光材料的一维光子晶体上.运用传输矩阵法研究掺杂电光材料的一维光子晶体的传输特性.结果发现对特定缺陷模频率的光波,可以通过加在掺杂电光材料的电场来控制光信号的通断.当外加交变电场时,一维光子晶体周期性地输出脉冲.输出脉冲的间隔周期是外加电场的一半.     

一种新型基于光子晶体异质结耦合波导的全光开关的设计

基于电磁波在耦合波导中的传输特性,建立了一个光开关模型,利用耦合模理论、平面波展开法以及有限时域差分法进行设计和分析。分别分析改变介质柱的折射率和异质结位置变化对开关功能的影响。结果表明改变介电柱的折射率能影响开关的功能,而异质结耦合波导中介电柱的位置分布对光开关功能影响很小。利用这个特性可以在光开关的设计中有更多的灵活性。     

光子晶体光波导传输特性研究

用全空间的矢量波散射理论 ,研究了有限长二维光子晶体直波导的传输特性 ,计算了传输效率与波导长度的关系 ,并研究了蝶形光波导的耦合问题     

光子晶体液晶光纤的光波导特性

在光子晶体光纤芯区的圆空气柱中填充向列相液晶,用电场控制液晶分子的排列方向,构成了一种光子晶体液晶光纤.用阶跃有效折射率模型研究了电场、工作光波长及光纤结构参数对可调光子晶体液晶光纤的双折射和模式截止特性,并用E7液晶进行了数值计算.结果表明这种光纤的双折射值随电场增大而增大,增大电场和减小光波长可使光纤由单模传输变成多模传输,减小包层中空气孔的相对孔径引起光纤中单模与多模界面向短长波方向移动,包层的相对孔径小于0.14左右时光纤出现无截止单模传输,此值小于没有液晶填充PCF出现无截止单模传输时的包层相对孔径,电场的变化不会对无截止单模传输产生影响.     

光子晶体中的耦合腔光波导

耦合腔光波导是由弱耦合的一系列谐振腔构成,在这种光波导中，光信号在谐振腔中有局域的趋势，谐振腔之间的弱耦合使光信号沿光波导在谐振腔之间共振隧穿，因此，和传统的依靠全反射以及布拉格反射传输光信号的介质光波导不同，光信号在耦合腔光波导中跳跃式的沿光波导传播,由于其特殊的传输方式，光信号在这种光波导中的群速度比传统光波导中光信号的群速度低。     

光子晶体波导慢光技术

介绍了光子晶体波导中慢光产生的基本原理,指出目前慢光传输的主要测量手段及热点研究问题,对三种常见的光子晶体波导优化结构进行了简单介绍.     

二维非线性光子晶体光开关的设计与仿真

光子晶体是一种介电常数周期性排列的人工介质,它对光具有可操纵性。将非线性材料运用到二维光子晶体中,即在普通二维光子晶体波导中引入非线性缺陷,通过控制输入光功率的大小,得到了不同情况下光波在波导中的传输情况,实现了＂开＂＂关＂作用,实验结果表明,开关时间极短,大致在1013—~1014数量级。     

基于光子晶体光纤的全光开关实验研究

在10Gb／s光传输系统中进行了以光子晶体光纤（PCF）为非线性介质的全光开关实验研究。实验中高强度光脉冲经过非线性系数为普通常规光纤36倍的25m长光子晶体光纤后，观察到了由于自相位调制效应（SPM）而导致的光谱展宽现象。实验进一步研究了基于这一效应的全光开关特性，并得到了很好的开关特性曲线。同时还发现这种全光开关具有全光波形整形和波长变换的功能，在实验中变换脉冲中心波长偏离入射脉冲波长4nm。实验结果表明，这种具有高非线性系数的光产品体光纤非常有利于器件的小型化和集成化。     

液晶可调谐光子晶体谐振腔特性分析

文章提出了一种使用液晶的新型可调谐光子晶体谐振腔结构,利用基于时域有限差分算法的Fullwave软件进行仿真计算,得到了不同的液晶折射率下谐振腔的谐振频率及品质因子.结果表明,整个调谐过程中产生了6个谐振频率,可调谐范围为31.937 nm,其中4个频率的激光品质良好,品质因子最高约为60 000,最低约为2 000.可以看出这种谐振腔具有调谐范围大、品质因子高的特点,因此可以在可调谐激光器中应用.     

二维非线性光子晶体波导全光开关

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,设计了一种二维非线性光子晶体波导全光开关.采用非线性时域有限差分法(NFDTD)模拟了波长为1 550 nm的信号光,在波长为860 nm泵浦光控制下的开关行为,并给出了相应的仿真结果.结果表明,该器件的开关时间约为420 fs,阈值功率密度为1.2×1011 W/m2,消光比约为30 dB.     

掺杂KTP的一维光子晶体光开关的理论研究

设计了掺杂KTP的一维光子晶体光开关器件,利用传输矩阵理论对于掺杂KTP的一维光子晶体的传输特性进行了研究.数值计算表明,对于中心波长的光波,随温度升高,器件透射蜂向长波方向移动,结果显示温度变化对于透射率的影响不足以隔断光波.当在KTP两端施加直流电场时,当电压大于特定值时,光器件透射率降到开关阈值之下,形成光开关.当在KTP两端施加交流电场时,输出光波的周期正好是交流电场周期的一半,可以通过调节电场的频率来得到想要的频率的脉冲信号.     

光子晶体波导可调光衰减器

提出一种直接用光子晶体(PC)波导实现的新型可调光衰减器(VOA)。基于填充液晶的光子晶体方向带隙的可调节性,通过调节液晶指向矢的旋转角实现对光子晶体波导衰减量进行控制。采用时域有限差分法(FDTD)对其原理和结构参量进行了分析。数值模拟结果表明,随着液晶旋转角从0°～90°改变,填充液晶的光子晶体波导可以实现光通量在0.5～25.4dB的动态衰减,它插入到普通光子晶体波导之间的额外损耗只有0.2dB,尺寸仅为微米量级。     

基于耦合边界的紧凑型光子晶体定向耦合器的优化设计

本文采用平面波展开法分析了双线型缺陷并列平行光子晶体波导的带隙结构、缺陷模式及耦合长度,提出了一种具有耦合边界的光子晶体定向耦合器,并探讨了光波在其中的传输性能.同时基于平面波展开法及时域有限差分法,深入分析和讨论了光波在光子晶体并列波导、光子晶体直角转弯模块中的工作模式和传输特性.利用该光子晶体定向耦合器结合光子晶体转角器件可以将两根平行标准单模光纤传输模式组合成交叉态、直通态和功分态等状态.仿真结果表明在交叉态和直通态时,使用该光子晶体定向耦合器的传输峰值可以在较大频率带宽内达到90%以上.     

光子晶体光纤及其在光通信中的应用

简述了三类光子晶体光纤(PCF：photonic crystal fibers)的结构、导光机制及特性,介绍了PCF的研究现状和在光通信中的应用,探计了PCF的应用前景。     

SOI基光子晶体光波导

光子晶体光波导由于其优越的光子局域化性能,因此可以实现任意的弯曲,从而大大减小了集成光路的体积.特别是以SOI材料为基础的光子晶体光波导以其小型化、低损耗的优势而备受人们的关注.介绍了几种类型的SOI基光子晶体光波导,并探索了其潜在的应用前景.     

基于材料填充的可调光子晶体光纤器件

详细阐述了最近几年基于材料填充的可调光子晶体光纤器件的研究进展,以及发展可调光子晶体器件的重要意义。并根据调制方法的不同,进行了归类介绍：热调器件,电调器件,光调器件。对基于材料填充的可调光子晶体光纤器件的前景进行了展望。     

复合蜂巢晶格光子晶体光纤的带隙结构研究

提出了基于复合蜂巢晶格的光子晶体光纤。该光纤包层蜂巢结构每个单元内部包含有一层空气孔,它们形成另一个蜂巢结构。采用平面波展开法研究了这种复合结构的光子晶体光纤的带隙结构随内层蜂巢晶格参数的变化规律。研究发现,内层晶格位置存在一个临界值,在该值以下,光纤的带隙减小。同时得到了一些晶格参数使得次带隙得到抑制,而主带隙大小基本不变。