赵年顺，孙 剑

（黄山学院 信息工程学院，安徽 黄山 245041）

1 引 言

在过去十几年中，光子晶体[1-3]（PC）已经被证明在光电器件设计领域具有重要的应用价值，例如光波导、激光器、全光开关、滤波器、全光二极管，其中光波导器件[4-6]在全光传光中更是不可或缺。传统的光子晶体波导是通过在光子晶体中移去一些单元以形成导波通道。另一种新型的光子晶体波导是通过多个点缺陷的耦合形成的波导[7,8]，它的应用范围更广。它的物理机制是光能量被束缚在点缺陷中谐振并依次耦合通过各个点缺陷最终传播出去，这种线缺陷波导有着传统波导无法比拟的优点，如可以在原禁带中形成一个准平坦的杂质带，透射谱的范围比传统波导更宽。当引入克尔非线性时，该波导结构还可以被用来制作高效全光开关。[9-11]目前，在线缺陷方面的研究比较多，但研究方向多在光学器件的设计方面，并未对如何获得超平坦、宽频带的线缺波导进行分析。因此，分析影响线缺陷波导透射特性的一些因素将具有重要意义。

本研究采用二维光子晶体结构构建线缺陷波导，通过等间距地改变介质棒半径引入线缺陷，然后运用时域有限差分技术[12]（Finite Difference Time Domain,FDTD，美国R-soft公司研究开发的一种模拟实验软件技术）的软件对该类波导进行数值模拟计算并分析，计算中不断改变介质棒的层数，通过分析数据总结了线缺陷波导的透射谱随介质棒层数的变化规律。此外，改变点缺陷的半径，点缺陷缺陷模在禁带中的位置会发生变化，缺陷间的耦合程度不同，采用数值模拟法分析了点缺陷间的耦合特性，最终找到一种提高器件传播特性的方法。……