基于近长方环腔谐振器设计的光子晶体带阻滤波器

摘要：

根据时域耦合模理论(Coupled-Mode Theory,CMT)分析了基于近长方环腔谐振器与波导侧边耦合结构的光子晶体带阻滤波器(Photonic Crystal Stop-Band Filter,PCSBF)的工作状况,得到了其正规化带阻损耗率L、腔失谐因子|ω-ω0|τ0、腔正规化损耗率Lc、正规化反射率R以及正规化传输率T之间的函数关系,并探索了PCSBF的带阻损耗工作机制.用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法研究了1450～1750 nm波段的PCSBF滤波性能.通过改变PCSBF结构中3×n(3≤n≤9)近长方腔的大小或腔内部柱半径都能调节该结构输出的正规化功率谱带阻波段.在输出的功率谱中采集了34个平均宽度为58.17 nm的较宽带阻波段.信号传输强度损耗的平均值不小于8.035 dB.结果 表明,该结构的波长阻带具有可调性宽、正规化带阻损耗率高等特点.根据实际需求,通过改变PCSBF结构设计来调节功率输出谱,可以有效滤除不需要的波长信号,从而保证光纤通信系统和集成光路工作的稳定性.因此,这种微型带阻元件在光集成和光通信等领域具有潜在应用价值.

关键词：近长方环腔谐振器、带阻损耗机制、腔失谐因子、时域有限差分、耦合模理论

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资助基金：国家自然科学基金项目11375081

在线出版日期：2020-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：17-29