新型二維光子晶體環(huán)形諧振腔濾波器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、波分復(fù)用系統(tǒng)是全光光纖網(wǎng)絡(luò)通信的常用技術(shù)，而濾波器是處理某個(gè)特定信道或者多個(gè)信道光信號(hào)的關(guān)鍵器件，其對(duì)信號(hào)獲取、傳輸、處理和交換起著至關(guān)重要的作用，然而經(jīng)典的濾波器尺寸變化范圍從幾個(gè)毫米到幾個(gè)厘米，要實(shí)現(xiàn)密集的、集成的波分復(fù)用系統(tǒng)就有點(diǎn)勉為其難了。光子晶體的出現(xiàn)，為這種密集、高Q的光子器件的實(shí)現(xiàn)提供一種新的解決途徑。至今為止，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)種類(lèi)繁多、門(mén)類(lèi)齊全的各種光子晶體濾波器，但這些光子晶體濾波器，波長(zhǎng)調(diào)節(jié)性較弱，透射率較低。本文針對(duì)這些不

2、足設(shè)計(jì)了新型環(huán)形諧振腔濾波器，它不僅可調(diào)，而且透射率可達(dá)到90％以上。
　　首先，本論文研究了光子晶體的晶格排列結(jié)構(gòu)、介質(zhì)柱半徑與折射率、空氣柱半徑與基質(zhì)折射率等因素對(duì)禁帶特性的影響，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于二維光子晶體、三角晶格、圓形介質(zhì)柱的新型環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)。
　　其次，基于該環(huán)形諧振腔設(shè)計(jì)了單環(huán)多信道濾波器，并應(yīng)用時(shí)域有限差分(FDTD:Finite Different Time Domain)法進(jìn)行計(jì)算分析得知，此

3、濾波器可以實(shí)現(xiàn)后向?yàn)V波，濾波效率可達(dá)96％。并且分析了散射介質(zhì)柱、耦合介質(zhì)柱半徑、整體介質(zhì)柱介電常數(shù)與內(nèi)部介質(zhì)柱介電常數(shù)等因素對(duì)此環(huán)形諧振腔多信道濾波器的特性影響，得知散射介質(zhì)柱有利于提高濾波效率，通過(guò)改變其它三者的半徑或介電常數(shù)可使該濾波器實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，為設(shè)計(jì)和制作高效率、可調(diào)諧的光子晶體多信道濾波器提供了很好的理論依據(jù)。
　　最后，利用此新型環(huán)形諧振腔設(shè)計(jì)了雙環(huán)的多信道濾波器，有兩種結(jié)構(gòu):兩環(huán)豎直方向平行放置與兩環(huán)在x軸方向相距2