基于m×n长方腔谐振器设计的光子晶体帯阻滤波器

为设计高带阻损耗率光子晶体滤波器(PCSBF)结构,通过选择适当的波导与长方腔谐振器耦合长度,调整长方形谐振腔大小,及内部m×n介质柱半径的大小等优化设计了该结构工作性能。用时域耦合模理论(CMT)定性分析了m×n长方腔谐振器设计的PCSBF工作特点,得到了其强耦合帯阻损耗传输状态。用时域有限差分法(FDTD)研究了1440~1625nm波长段PCSBF输出性能。PCSBF归一化帯阻率曲线谱表明该滤波器带阻波段可具有归一化损耗率高、可调谐、平顶阻帯等特性。需要的帯阻波段依赖于该微型PCSBF结构设计,在光纤通信和光路集成领域中滤除不需要的波长信号具有潜在的应用价值。

基于近长方环腔谐振器设计的光子晶体带阻滤波器

根据时域耦合模理论(Coupled-Mode Theory,CMT)分析了基于近长方环腔谐振器与波导侧边耦合结构的光子晶体带阻滤波器(Photonic Crystal Stop-Band Filter,PCSBF)的工作状况,得到了其正规化带阻损耗率L、腔失谐因子|ω-ω0|τ0、腔正规化损耗率L c、正规化反射率R以及正规化传输率T之间的函数关系,并探索了PCSBF的带阻损耗工作机制。用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法研究了1450~1750 nm波段的PCSBF滤波性能。通过改变PCSBF结构中3×n(3≤n≤9)近长方腔的大小或腔内部柱半径都能调节该结构输出的正规化功率谱带阻波段。在输出的功率谱中采集了34个平均宽度为58.17 nm的较宽带阻波段。信号传输强度损耗的平均值不小于8.035 dB。结果表明,该结构的波长阻带具有可调性宽、正规化带阻损耗率高等特点。根据实际需求,通过改变PCSBF结构设计来调节功率输出谱,可以有效滤除不需要的波长信号,从而保证光纤通信系统和集成光路工作的稳定性。因此,这种微型带阻元件在光集成和光通信等领域具有潜在应用价值。