可控光子晶體波導(dǎo)分束器的特性研究.pdf

1、在當(dāng)今高速數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)主導(dǎo)的時(shí)代中，用戶對帶寬的需求日益增長，而接入網(wǎng)帶寬的提高恰恰是其中最重要的一環(huán)。分束器是光接入網(wǎng)系統(tǒng)中關(guān)鍵的功能器件，其性能的優(yōu)劣及“通斷”的可控性對系統(tǒng)傳輸質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)智能化控制具有重要影響。基于多模干涉理論的可控光子晶體波導(dǎo)分束器，不僅具有光子晶體波導(dǎo)和光子晶體光開關(guān)的技術(shù)優(yōu)勢，還包含了多模干涉型耦合器件的特點(diǎn)，為設(shè)計(jì)微型化和可控化的分束器開辟了新的路徑。
　　本文首先分析了光場對稱入射時(shí)，五平行光子晶體

2、波導(dǎo)構(gòu)成的多模干涉系統(tǒng)中自成像效應(yīng)及耦合特性，計(jì)算結(jié)果表明在二維光子晶體波導(dǎo)內(nèi)交替出現(xiàn)雙重像和單重像，根據(jù)雙重像的位置確定四個(gè)單模輸出波導(dǎo)的位置，據(jù)此設(shè)計(jì)了基于二維三角晶格光子晶體多模干涉效應(yīng)的分束器。通過在側(cè)向單模輸出波導(dǎo)與多模耦合區(qū)域的連接處設(shè)置介質(zhì)柱A、B，并有效調(diào)節(jié)介質(zhì)柱A、B的半徑，均衡輸出時(shí)四端口輸出均衡性為0.01dB，透射率高達(dá)99.6％。隨后，在基于多模干涉效應(yīng)的光子晶體波導(dǎo)分束器的基礎(chǔ)上，通過引入光控砷化鎵（GaAs

3、）作為可調(diào)諧物質(zhì)，設(shè)計(jì)了基于圓形點(diǎn)缺陷諧振腔光開關(guān)的可控光子晶體波導(dǎo)分束器。討論了點(diǎn)缺陷對通斷性能產(chǎn)生的影響，并仿真分析了該可控分束器的透射譜，并從消光比、插入損耗等方面詳細(xì)討論了分束器的性能。最后，以均分型光子晶體分束器為例仿真了其16種“通斷”控制組合的性能。
　　仿真結(jié)果表明：對于這種可控光子晶體分束器，“斷”通道的能量幾乎全部轉(zhuǎn)移到其他輸出通道，對輸入端口的光波幾乎沒有影響，通道“開-關(guān)”的消光比達(dá)到28dB；當(dāng)分束器為全