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《基于光子晶體波導(dǎo)的慢光特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TN252密級：公開UDC：535學(xué)校代碼：11065碩士學(xué)位論文基于光子晶體波導(dǎo)的慢光特性研究毛強(qiáng)明指導(dǎo)教師李長紅學(xué)科專業(yè)名稱信號與信息處理論文答辯日期2016年05月28日摘要電子瓶頸的存在，限制了光緩存技術(shù)的發(fā)展。慢光的實現(xiàn)，解決了光緩存技術(shù)的難題。獲得慢光的最佳途徑為光子晶體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。然而，線缺陷波導(dǎo)或耦合腔波導(dǎo)，在獲得慢光的同時，伴隨著大的群速度色散，這使得信號發(fā)生形變和失真，從而限制慢光傳輸容量。為了獲得寬帶、低色散慢光特性，一方面需要研究禁帶較寬的光子晶體結(jié)構(gòu)，另一方面需要設(shè)計波導(dǎo)結(jié)構(gòu)獲得歸一化延遲帶寬積較大的導(dǎo)模。針對禁帶的問題，研究發(fā)現(xiàn)圓
2、形孔三角晶格光子晶體和六邊形孔三角晶格光子晶體禁帶在0.12至0.15范圍內(nèi)，圓形孔正方晶格光子晶體禁帶為0.12，它們的禁帶寬度較寬，能夠減小光能損耗，適合波導(dǎo)地設(shè)計。為了獲得歸一化延遲帶寬積較大的導(dǎo)模，本文提出了兩個不同的光子晶體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，分別利用矩形空氣孔和眼形空氣孔替換臨近先缺陷波導(dǎo)的圓形孔，分析矩形孔和眼形孔變化對慢光特性的影響。研究表明，在慢光區(qū)域平均群折射率變化為±10%的條件下，當(dāng)用眼形空氣孔替換圓形孔時，獲得的歸一化延遲帶寬積最大值2為0.366，帶寬最大為22.5nm，群速度色散最小為2.54ps/mm；當(dāng)用矩形空氣孔替換圓形孔時，導(dǎo)模可獲得歸
3、一化延遲帶寬積最大為0.402，帶寬最大為65.3nm，群2速度色散最小為8.0ps/mm。比較可知，利用矩形孔獲得的慢光特性優(yōu)于眼形孔，這為光緩存器件地設(shè)計提供了一定的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：光子晶體；波導(dǎo)；慢光；色散；帶寬AbstractTheexistenceofelectronicbottleneckrestrictsthedevelopmentoflightcachetechnology.Therealizationofslowlighthassolvedlightcachetechnologyproblem.Thebestwaytoobtainslowlig
4、htisphotoniccrystalwaveguidestructure.Whileline-defectwaveguidesorcoupledcavitywaveguidesobtainslowlight,largegroupvelocitydispersionisfollowed,whichmakessignaldeformedanddistortionandlimitsslowlighttransmissioncapacity.Inordertoobtainslowlightpropertieswithwidebandwidthandlowdispersi
5、on,ontheonehand,weneedtoinvestigatephotoniccrystalstructurewithwiderbandgap,ontheotherhandneedtodesignwaveguidestructurestoobtainguidemodewiththelargernormalizeddelaybandwidthproduct.Inviewofbandgapproblem,investigationfindsthatcircularholestriangularlatticephotoniccrystalandhexagonho
6、lestriangularlatticephotoniccrystal’srangofbandgapis0.12~0.15,andcircularholessquarelatticephotoniccrystal’bandgapis0.12.Thesebandgapsarewideenoughtoreducelightenergyloss,suitablefordesigningofwaveguides.Onpurposeofobtainguidemodewithbiggernormalizeddelaybandwidthproduct,inthistextwep
7、roposetwodifferentwaveguidestructures.Circularholesnearline-defectwaveguidearereplacedbyrectangularairholesandeye-shapedholesrespectively,whenrectangularholesandeye-shapedholeschanged,analyzingtheinfluencetoslowlightproperties.Resultsshowthatwithinthelinearregionthataveragegroupindexv
8、aries
