收藏本站
《北京邮电大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于光子晶体的滤波器设计与优化

李寒辉  
【摘要】: 光子晶体是一种介质常数在空间周期性变化的结构,由于这种介质结构中存在光子禁带,所以处于禁带波段的电磁波不能在其中传播。光子晶体光器件的结构紧凑性,以及其在未来光集成芯片和全光通信网络中具有巨大的应用前景,使得相关研究引起了广泛关注并成为目前光通信领域研究的前沿。光滤波器在波分复用光通信系统中是处理特定信道或者多个信道信号的关键器件,所以基于光子晶体结构的光滤波器设计也成为重要的研究工作。论文针对光子晶体反射滤波器设计做了深入的理论分析和仿真实验。论文主要工作如下: 论文根据时域耦合模理论导出了一种传递矩阵法。利用该方法,论文分析了周期性直接耦合谐振腔结构以及周期性侧边耦合谐振腔结构,并讨论了滤波器的相位响应特性。 论文首次在周期性侧边耦合光子晶体谐振腔结构中引入啁啾以及切趾技术对反射谱中旁瓣的抑制进行了分析。通过线性方法或者对称的方法将啁啾引入到周期性侧边耦合光子晶体谐振腔结构中,可以成功抑制或者消除反射谱中的旁瓣。但是啁啾的引入增加了反射谱的带宽,理论分析表明啁啾系统反射峰宽度是原反射峰宽度的两倍甚至更宽。而切趾技术是通过调制侧边耦合谐振腔与光子晶体波导间的耦合系数来实现对反射谱中旁瓣的抑制作用。理论分析表明,对包含五个谐振腔的滤波器,上述方法可以在其反射谱的第一个旁瓣位置减小反射强度最大约25dB。此外,论文使用时域有限差分法验证了上述理论分析的有效性。 论文使用导出的传递矩阵法对周期性侧边耦合光子晶体谐振腔反射滤波器的相位响应进行了分析,讨论了其对高斯脉冲输入信号时域波形的影响。分析结果表明在对周期性侧边耦合光子晶体谐振腔反射滤波器反射谱进行旁瓣抑制的同时,必须考虑优化过程中滤波器的相位响应。对包含五个谐振腔的滤波器,当高斯taper函数的参数G达到0.3时,将引起严重的符号间干扰。而当参数G小于0.2时,输出高斯脉冲能够保持时域波形不变。 最后论文使用等离子体色散效应对硅基侧边耦合光子晶体谐振腔滤波器的调谐实验基础理论做了初步分析。结果表明,当谐振腔谐振频率为193.5THz,谐振腔中心介质柱折射率减小0.4时,谐振腔谐振频率变为217.2 THz,对应的波长调谐范围为170nm。此外论文给出了实验测试方案,其中包括梯形耦合波导、弧形耦合波导和楔形波导结构。这些耦合波导能够降低光纤和光子晶体结构之间的耦合损耗。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN713;TN204

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴立恒;王明红;徐明星;;弯折光子晶体波导性能的研究[J];光通信研究;2011年04期
2 吴立恒;王明红;徐明星;;宽带光子晶体插分滤波器[J];应用光学;2011年04期
3 薛竣文;裴雪丹;苏秉华;孙鲁;赵慧元;;基于Visual Basic的激光谐振腔数据库的建立[J];光电技术应用;2011年04期
4 郭展;范飞;白晋军;牛超;常胜江;;基于磁光子晶体的磁控可调谐太赫兹滤波器和开关[J];物理学报;2011年07期
5 王大量;王翠云;徐连宇;王玉杰;余晓琦;王子南;李正斌;;光纤激光器共腔法纵模选择技术[J];红外与激光工程;2011年06期
6 李帅;吴远大;尹小杰;安俊明;李建光;王红杰;胡雄伟;;基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器[J];光子学报;2011年08期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑家骏;梁昌洪;;新型传输型慢波谐振腔[A];1997年全国微波会议论文集(下册)[C];1997年
2 张传安;程钰间;樊勇;;基片集成波导谐振腔小型化的研究及应用[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
3 陈历学;;光子晶体微结构准直器件[A];2008介观光学及其应用研讨会论文集[C];2008年
4 ;光子晶体引发光通讯的技术革命[A];四川省通信学会2004年通信技术论文集(一)[C];2004年
5 温丹丹;李东;赵建林;;异面激光谐振腔内光轴扰动特性分析[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
6 金嗣隆;钱北平;;小型化磁控管谐振腔结构设计的改进[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年
7 李东;温丹丹;赵建林;;异面谐振腔中本征模式的传输特性研究[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
8 杨仕文;李宏福;;Bragg谐振腔新分析[A];中国电子学会真空电子学分会第十届年会论文集(下册)[C];1995年
9 于天宝;刘念华;;超微光子晶体多模干涉型光通信器件的研究[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
10 李昆益;杨宜诚;杨宜斌;林哲民;吴家兴;黄于泰;林晏瑞;李伟裕;;高分子材料之光子晶体波导设计与分析[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毛晓宇;光子晶体波导模式耦合及其调控机制的研究[D];清华大学;2010年
2 崔开宇;有源光子晶体波导增益特性及其电注入结构[D];清华大学;2010年
3 郝然;基于光子晶体波导的宽带、低色散、低损耗慢光的研究及制备[D];华中科技大学;2010年
4 郝然;基于光子晶体导的宽带、低色散、低损慢光的研究及制备[D];华中科技大学;2010年
5 李寒辉;基于光子晶体的滤波器设计与优化[D];北京邮电大学;2007年
6 朱永政;可见区三维完全带隙光子晶体的设计及二氧化钛光子晶体的制备与性能研究[D];吉林大学;2007年
7 段晓峰;用于WDM光网络的集成解复用接收器件的研究[D];北京邮电大学;2010年
8 董国艳;全息光子晶体禁带展宽方法和波导传输特性的研究[D];山东大学;2009年
9 童凯;一维缺陷光子晶体及其温度特性的研究[D];燕山大学;2007年
10 王海松;高效光子晶体滤波器的设计与研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张璇;光子晶体波导特性与光信号保形传输分析[D];北京邮电大学;2011年
2 张耕砚;二维光子晶体波导的延时特性[D];清华大学;2011年
3 吴昊;双环耦合谐振腔中的慢光研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 何伟华;基于光子晶体波导马赫泽德结构全光开关的研究[D];华中科技大学;2011年
5 吴晓阳;二维光子晶体波导波分复用器的设计和优化[D];中国计量学院;2012年
6 李鹏;面向加速度检测的MEMS微环谐振腔传感关键技术研究[D];中北大学;2012年
7 刘翠莲;基于表面波调制的新型光子晶体器件研究[D];湖南大学;2010年
8 何灵娟;超微光子晶体型三波长分束器的设计与研究[D];南昌大学;2012年
9 高振;人工表面等离子体及光学纳米天线的研究[D];浙江大学;2012年
10 汪舟;基于微环谐振腔的双波长单纵模半导体激光器的研究[D];华中科技大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026