光子晶體表面波導(dǎo)與多模波導(dǎo)的光傳輸特性.pdf

1、雖然集成光學(xué)的概念已經(jīng)提出了近40年,但是由于用于集成的傳統(tǒng)光子學(xué)器件在原理、材料、制備工藝等方面存在較大的差異,特別是器件尺寸較大和集成度不高,使得光子集成遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期的目的。光子晶體作為一種新型的人工微周期性結(jié)構(gòu),由于能夠在波長(zhǎng)的尺度對(duì)光波產(chǎn)生限制效應(yīng),而得到人們廣泛的關(guān)注。光子晶體波導(dǎo)由于具有導(dǎo)光高效和尺寸微小等特性,使得基于它構(gòu)建的光子學(xué)器件在光集成回路中有著廣泛的應(yīng)用前景。本論文分別從二維光子晶體平板的外部和內(nèi)部展開(kāi),結(jié)合該平

2、板結(jié)構(gòu)的全內(nèi)反射和表面模特征,研究表面波導(dǎo)和多模干涉型波導(dǎo)中的光傳輸特性。
　　 首先研究了基于三角晶格空氣孔型光子晶體平板的表面模波導(dǎo)的光傳輸特性,利用時(shí)域有限差分法模擬了表面波在光子晶體的外部空間的傳輸行為,結(jié)果表明,這種表面模不僅可以沿著光子晶體表面高效的導(dǎo)光,而且可以用來(lái)設(shè)計(jì)一款新型的、高效的和寬帶寬的表面波導(dǎo)濾波器。此外,探索了表面波導(dǎo)異質(zhì)結(jié)之間的耦合特性,該異質(zhì)結(jié)是由不同截?cái)鄥?shù)的兩個(gè)表面波導(dǎo)級(jí)聯(lián)而成的。模擬結(jié)果表明

3、這種異質(zhì)結(jié)具有耦合效率高和對(duì)接口位置不敏感等特性。
　　 其次將沒(méi)有光子帶隙的三角晶格型光子晶體多模波導(dǎo)等效為三層平板介質(zhì)波導(dǎo),基于白映像原理,研究了該種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的多模干涉效應(yīng),采用時(shí)域有限差分法模擬了光傳播行為。模擬結(jié)果表明該等效結(jié)構(gòu)能有效地分析波導(dǎo)的特性。全內(nèi)反射和分布式布拉格反射的聯(lián)合效應(yīng)引導(dǎo)著光場(chǎng)高效地沿波導(dǎo)傳播,透射帶寬隨波導(dǎo)寬度增大而減小,并且隨著填充率的增大,高透射區(qū)域?qū)⑾虿ㄩL(zhǎng)減小的方向眵動(dòng),寬度和透射率也隨之增