基于光子晶体谐振腔的双通道解波分复用器

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摘要本文设计了一种有线缺陷波导、环形谐振腔以及点缺陷微腔构成的二维光子晶体解波分复用器。在此过程中，我们运用了meep和Rsoft软件。Rsoft软件实现了平面波展开法，分析了线缺陷波导的特征，并给出了线缺陷波导的能带图；meep软件经过大量仿真给出各个器件的参数并对整体器件的性能仿真。在研究了不同波长在解波分复用器中的传输特性后，最终选定了波长分别为1271nm和1291nm的光波进行解波。在设计解波分复用器时，通过改变介质柱的半径以及密度来改变波导反射率，出射效率等性能，从而整体上提高了解波分复用器的出射效率。64880

毕业论文关键词光子晶体解波分复用点缺陷微腔有限时域差分

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Two-wavelength Demultiplexer Based on Triangular Lattice Photonic Crystal Resonant Cavity

Abstract

This paper presents a two-dimensional photonic crystal Wavelength Division Multiplexing(WDM) composed of cable defect waveguide, ring resonant and point defect microcavity. In this process, we use meep and Rsofy software, plane wave expansion method and finite difference time domain method. Rsofy use the wave expansion method to analyzes the characteristics of line defect waveguide, the energy band diagram of the line defect waveguide respectively. Meep use finite difference time domain method and gives parameters of each device after a lot of simulation, and simulates the overall device performance. While study transmission characteristics of different wavelengths in the WDM, and gives the electric field distribution.Ultimately light waves with wavelength of 1271nm and 1291nm are selected to extract the waves. When designing WDM, by changing the radius and density of the dielectric column, to change the reflectivity of the waveguide, the emission efficiency and other properties, and thus increase the emission efficiency of WDM on the whole.

Keywords photonic crystal;point-defect nanocavity;demultiplexing;FDTD

1 引言 1

2 光子晶体概述 2

2.1光子晶体 2

2.2光子晶体的结构2

2.3禁带 3

2.4光子晶体的原理3

2.5 光子晶体的应用 4

2.6光子晶体的未来发展5

2.7光子晶体点微腔特性5

3 研究方法 9

3.1平面波展开法 9

3.2有限时域差分法 10

4 理论分析 13

5解波分复用器结构设计及仿真优化 18

5.1解波分复用器示意图18

5.2环形腔的改变19

5.3增加入射口的介质柱22

5.4最终结果24

6总结25

结论 26

致谢 27

参考文献28

1 引言（或绪论）

光子晶体[1,2,3]（Photonic Crystal）是一种在亚微米、微米等光波长的量级上折射率呈现周期性变化的介质材料，按照其折射率变化的周期性，可以分为一维、二维和三维光子晶体。

光子晶体中光子带隙的存在会使得晶体对光的约束性更加强，如果在光子晶体中引入某种缺陷或杂质，则光子带隙内会形成一种新模式，而光子一旦与缺陷模频率吻合时，就会被局限在缺陷的位置，光一旦偏离缺陷位置就会迅速衰减。利用这一性质，引入不同缺陷，则会达到不同效果：若引入线缺陷，将形成波导；引入的若是点缺陷，则将构成微腔。而缺陷的作用是：光子晶体由于其帯隙的作用，可以反射特定频率的光。移除一个介质棒我们就可以得到一个腔。这个腔周围都是反射墙。如果腔的大小恰好能容下帯隙中的一个模式，光线就不能溢出。我们就将这种模式定义为缺陷。论文网