柔性光子晶體波導(dǎo)及柔性光子晶體波導(dǎo)分支的研究.pdf

1、集成電路技術(shù)在過去幾十年間獲得了飛速發(fā)展，電子器件尺寸按摩爾定律不斷縮小，目前實(shí)驗(yàn)室中晶體管的柵極長度已經(jīng)達(dá)到了十幾納米。與之相比，光子器件的集成技術(shù)則要落后很多，光波導(dǎo)器件的橫向尺寸通?？梢赃_(dá)到微米量級，而縱向尺寸卻保持在毫米到厘米量級，所以光波導(dǎo)器件具有“狹長”的典型結(jié)構(gòu)特征。如何減小光波導(dǎo)器件的尺寸是高密度集成光路發(fā)展所面臨的一個難題，并已成為當(dāng)前國際范圍內(nèi)的一個研究熱點(diǎn)。目前，光子晶體波導(dǎo)，高折射率差介質(zhì)波導(dǎo)和表面等離子體波導(dǎo)被

2、認(rèn)為是有可能實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)器件微型化的關(guān)鍵技術(shù)，引起了研究學(xué)者們的廣泛興趣。
　　在本文中，基于一維光子晶體全方向反射特性，提出了一種新的光子晶體波導(dǎo)形式——柔性光子晶體波導(dǎo)。分別使用平面波展開方法和時(shí)域有限差分方法計(jì)算了該波導(dǎo)的色散特性和傳輸特性。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，這種結(jié)構(gòu)簡單的柔性光子晶體波導(dǎo)，無需任何優(yōu)化，就可以在僅為幾個波長的彎曲曲率半徑下實(shí)現(xiàn)任意角度彎曲，其柔性或者靈活程度猶如電子學(xué)中的電線一般。
　　通過對這種柔性光

3、子晶體波導(dǎo)的橫電導(dǎo)波模式和橫磁導(dǎo)波模式的比較研究，發(fā)現(xiàn)工作于橫電模式時(shí)，這種柔性光子晶體波導(dǎo)可以更為緊湊的方式實(shí)現(xiàn)任意角度彎曲。對于任意角度的波導(dǎo)拐角，橫電模式柔性波導(dǎo)的彎曲曲率半徑可以減少到兩個波長以內(nèi)，僅相當(dāng)與橫磁模式柔性波導(dǎo)彎曲曲率半徑的27％。這一研究結(jié)果為將來實(shí)際應(yīng)用中的工作模式選擇提供了理論依據(jù)。
　　基于柔性光子晶體波導(dǎo)，提出了一種基本Y分支結(jié)構(gòu)。將這種基本Y分支與柔性光子晶體波導(dǎo)相結(jié)合，可以構(gòu)建具有任意分支角度的柔