基于二维光子晶体的双谐振腔6通道WDM设计

针对全光通信网络容量和频谱效率问题,文章提出了一种基于二维(2-D)光子晶体点缺陷谐振腔与线缺陷波导耦合特性的双谐振腔6通道波分复用器(WDM)。运用2-D时域有限差分法进行性能参数分析,考虑相对折射率的影响,选择双谐振腔和单个直波导耦合的方式,实现了1 451、1 487、1 557、1 658、1 440和1 604 nm 6波长的波分复用。实验结果表明,该WDM具有高达218 nm的光谱覆盖范围,各通道的传输效率均高于91%,插入损耗均小于0.43 dB,通道间串扰均小于-9.2 dB,且大小也只有13.56μm×19.21μm,对光通信系统中粗波分复用非常有用,对于密集波分复用也有参考意义。

基于二维光子晶体的四通道滤波器设计

为实现光电信息器件的高集成度和高效输出,提高光电信息处理能力,设计了一种基于二维光子晶体的四通道滤波器,根据4个点缺陷微腔与线缺陷波导耦合原理,引入反射异质结并调整微腔与反射结的距离,提高输出效率,对滤波器1403、1426、1449、1508 nm四波长的波分复用功能进行仿真。仿真结果表明:该器件可实现高效传输,四波长透射率均超过95%,插入损耗均小于0.23 dB,通道间串扰均小于-8.7 dB。

含Kerr介质二维光子晶体滤波器的设计

利用Kerr介质的介电常数随着入射光强的变化而变化的特性,通过控制耦合腔介质柱边长来改变耦合腔频率的方法,设计了一款新型的含Kerr介质的滤波器.该滤波器由点缺陷、微腔、下载波导、反射异质结和主波导构成,耦合腔内用正方形GaAs介质柱.综合考虑利用COMSOL Multiphysics软件对新滤波器的仿真计算结果和器件尺寸,确定新滤波器的耦合腔介质柱边长为3.25r,此时滤波效率可以达到99.7%.

基于光子晶体环形腔的滤波与分束器件设计

基于光子晶体环形腔与波导之间的共振耦合原理,设计了一款由环形缺陷和线缺陷组成的三端口二维三角晶格光子晶体双功能器件.运用平面波展开法和时域有限差分法分析了光波在器件结构中的传输特性,得到了传输特性曲线和光场分布,然后讨论了环形腔中心柱数量和疏密程度对输出端口透射率的影响.结果表明,通过调节环形腔中心介质柱的数量可进行选频,当环形腔中心柱数量为5时,器件可实现波长1.346,1.455μm的滤波功能与波长1.414μm的波束均分功能;根据中心柱水平和竖直方向的间距对透射率的影响规律,得到器件的最佳结构参数,以及器件的滤波与分束波长透射率.