發(fā)布時間：2020-12-10 15:14

　　光學器件應用于集成光路中尺寸必須足夠小,傳統(tǒng)耦合分束方式需較長的耦合距離,尺寸不易控制在較小范圍內(nèi)。采用耦合區(qū)域增加可變介質(zhì)柱可以有效減小耦合距離,在完整的光子晶體中引入直波導,并且在直波導的出射端設(shè)計成3個波導出射口,其中兩側(cè)出射口結(jié)構(gòu)完全相同。利用時域有限差分法分析,結(jié)果表明:通過改變直波導間耦合區(qū)域的介質(zhì)柱大小可實現(xiàn)控制光波功率分配的目的,從而實現(xiàn)了波導傳播過程的分光比。 

【文章來源】：光通信技術(shù). 2020年04期 第40-42頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

耦合分束器結(jié)構(gòu)模型

本文使用Rsoft軟件模擬二維光子晶體波導光路傳播，利用麥克斯韋方程組中的2個旋度方程，通過對電磁場中的電場、磁場分量在空間和時間上采取交替抽樣的方式離散化，將含有時間分量的麥克斯韋旋度方程轉(zhuǎn)化為一組差分方程，并在時間軸上逐步推進地求解空間電磁場，從而模擬光路傳播。仿真中所用的入射光均為1.55μm通信波長，當r2=r時，隨著r1的改變分光比（分束器光路和直波導的光波功率比值）的變化如圖2所示。根據(jù)此變化曲線可知，當r2不變時，隨著r1增大分光比先變大后變小，并且當r1=0.5r時分光比達到峰值，大約為1.55，即分束器光路光波功率是直波導的1.55倍；當r1=0.6r時分光比為1，即3條光路的光波功率相等。當r1=r時，隨著r2的改變分光比的變化趨勢如圖3所示。當r2=0.4r時分光比最大，大約為1.6，即此時分束器光路光波功率是直波導的1.6倍，并且此變化趨勢和隨著r1半徑的改變分光比的變化趨勢相同。圖3 分光比隨r2變化圖

圖2 分光比隨r1變化圖從圖2和圖3可知，當r1=0.5r、r2=0.4r時分光比達到峰值。為防止不同的r1和r2導致空間模場分布改變進而影響分光比峰值，通過反復調(diào)整r1和r2大小可得折線如圖4所示。圖中黑色折線表示r1=0.5r時隨著r2大小改變得到的分光比變化折線，此時r2=0.4r分光比折線達到峰值；圖中紅色折線表示r2=0.4r時隨著r1大小改變得到的分光比變化折線，此時r1=0.5r分光比折線達到峰值。對比以上2種方式的變化結(jié)果，可以看出當r1=0.5r、r2=0.4r時分束器光路分配到的光波功率最大，此時分光比大概為17。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]復合結(jié)構(gòu)光子晶體耦合腔波導慢光特性研究[J]. 劉文楷,孫耀,董小偉.  激光技術(shù). 2017(04)
[2]二維正方晶格光子晶體三光波導方向耦合器[J]. 蘇康,王梓名,劉建軍.  光學學報. 2016(03)
[3]二維光子晶體偏振濾波分束器的設(shè)計與優(yōu)化[J]. 王晨歌,張彩妮,陳侃,黃騰超,舒曉武,劉承.  光子學報. 2014(12)
[4]跑道型結(jié)構(gòu)光子晶體波導定向耦合器[J]. 崔乃迪,寇婕婷,梁靜秋,王維彪,郭進,馮俊波,滕婕.  發(fā)光學報. 2013(03)
[5]光子晶體異質(zhì)結(jié)耦合波導光開關(guān)[J]. 黎磊,劉桂強,陳元浩.  光學學報. 2013(01)
[6]一種新型光子晶體波導定向耦合型超微偏振光分束器[J]. 朱桂新,于天寶,陳淑文,廖清華,劉念華,黃永箴.  光子學報. 2010(03)



本文編號：2908918