微波波段Woodpile結(jié)構(gòu)中空間器件的研究.pdf

1、Woodpile結(jié)構(gòu)是具有完全光子禁帶，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光在三維立體空間的可控制傳輸。本文采用時(shí)域有限差分法研究了微波波段Woodpile結(jié)構(gòu)中空間參數(shù)變化對(duì)波導(dǎo)影響;包含有立體微腔的平面和非平面的單通道和多通道的通道下載濾波器的頻率選擇特性;立體空間十二通道波分復(fù)用器等的研究。具體主要工作如下:
　　首先，在woodpile結(jié)構(gòu)中引入X型和Y型波導(dǎo)，利用woodpile結(jié)構(gòu)的空間特性，對(duì)兩類波導(dǎo)進(jìn)行了空間參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究結(jié)果證明，

2、在X型波導(dǎo)非平面調(diào)制中，單層調(diào)節(jié)時(shí)，波導(dǎo)的高低帶邊的移動(dòng)方向是相反的，導(dǎo)帶范圍縮小，而在雙層調(diào)節(jié)中，波導(dǎo)的高低帶邊的移動(dòng)方向相同，且高帶邊向著高頻方向會(huì)有微小移動(dòng);Y型波導(dǎo)的非平面優(yōu)化中，增加波導(dǎo)上下兩側(cè)介質(zhì)柱的寬度對(duì)Y型波導(dǎo)傳輸特性的影響最為明顯，沿不同方向移動(dòng)兩介質(zhì)柱對(duì)波導(dǎo)傳輸特性的影響是不同的，改變兩介質(zhì)柱的介電常數(shù)和調(diào)節(jié)波導(dǎo)層介質(zhì)柱之間的距離對(duì)Y-型波導(dǎo)的傳輸特性影響較小。
　　其次，設(shè)計(jì)了包含有立體微腔的平面和非平面的通

3、道下載濾波器，研究了立體微腔在xoy平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，各通道的頻率選擇特性。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)立體微腔旋轉(zhuǎn)不同角度時(shí)，各輸出端口的輸出頻率會(huì)隨之發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)了頻率選擇特性。
　　最后，利用woodpile結(jié)構(gòu)在堆疊方向存在介電常數(shù)周期性變化的這一特性，我們?cè)O(shè)計(jì)了具有十二通道的空間波分復(fù)用器，同時(shí)為了有效提高波導(dǎo)的輸出效率，引入了面波導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)主輸入波導(dǎo)與分支波導(dǎo)之間的連接。通過在不同輸出波導(dǎo)引入不同大小微腔的方式，實(shí)現(xiàn)了立體空間中具有十二個(gè)