李支新，孙 晶，吴 聪，苏慕阳

(吉首大学物理与机电工程学院，湖南 吉首 416000)

硅因具有体积小、效率高、寿命长和可靠性强等优点，常被应用于滤波器[1]、光子晶体光开关[2]、二极管[3]和激光器[4]等器件的制作中.利用硅基制作光子晶体滤波器，由于硅的非线性系数和载流子效应会限制器件的响应速度，从而导致滤波效果不理想等问题，于是人们致力于硅材料制作的晶体滤波器的结构改造，希望获得高透射率光子晶体滤波器.例如，陈鹤鸣等[5]设计出基于缺陷模迁移原理的光子晶体全光开关，即在点缺陷处填充Kerr型非线性材料(有机聚合物PDA-PTS)，使得缺陷模式在控制光作用下发生迁移，实现对信号光的控制.考虑到GaAs是一种优良的Kerr介质材料[6]，比Si的禁带宽度大、介电常数小，笔者拟参考在点缺陷处填充Kerr介质调节介质折射率的方法，将滤波器的耦合腔和异质结介质柱移除后填充GaAs材料，并通过控制耦合腔介质柱边长来调控耦合腔频率，以期进一步提高滤波器的滤波效果.

1 原理分析

(1)

其中S+2为波导端口的输出波.根据功率守恒和时间反转对称性原理，端口的输入波(S+i)与输出波(S-i)之间的关系为

(2)

结合(1)式和(2)式，可得反射率(A)和透射率(B)的计算公式为

假设S-1=0或S+1=0时，即波导中仅有1个光波传输时，传输系数

(3)

其中τ1=τ2.由(3)式可知，当入射光的频率等于耦合腔的耦合频率时，多数光会被耦合.在对称且无损耗的结构中τ1=τ2，当ω=ω0时，T=1，即光被全部传输.由于耦合腔的结构对τ1和τ2的影响比较大……