赵绚 刘晨 马会丽 冯帅

(中央民族大学理学院,北京 100081)

基于波导间能量耦合效应的光子晶体频段选择与能量分束器∗

赵绚 刘晨 马会丽 冯帅†

(中央民族大学理学院,北京 100081)

(2016年12月26日收到;2017年3月5日收到修改稿)

基于波导间能量耦合效应的光子晶体功率分束器具有结构紧凑、带宽较宽、弯曲损耗低、分光角度大和不受外界电磁场干扰等优点.本文利用时域有限差分方法,理论研究了二维三角晶格光子晶体耦合波导的功率分束特性,设计得出了一种能够在宽频谱范围内针对不同频率区间实现不同分光比的功能器件.在此基础上通过改变耦合区介质柱形状以及输出分支波导与能量耦合波导的连接位置,最终针对三个相邻频率范围内的入射光信号,较好地实现了三均分、二均分、单一输出通道这3种能量分配输出模式.该功能器件具有透过率对比度高、结构紧凑等特性,对于发展全光功能器件在大规模全光复杂集成领域内的实际应用具有一定的促进作用.

光子晶体,模式耦合,自成像,功率分束器

1 引言

自从1987年由John[1]和Yablonovitch[2]分别独立提出光子晶体(photonic crystal,PC)概念以来,PC便以其独特的导光机制和奇特的光学效应,获得了研究者的持续关注.由于PC在光通信、光计算等领域的广泛应用前景,基于光子晶体的功率分束器受到人们的广泛重视.相对于传统的平面或光纤功率分束器件,光子晶体功率分束器具有结构紧凑、带宽较宽、弯曲损耗低、分光角度……