基于光子晶体13谐振腔滤波器的研究

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1、基于光子晶体1×3谐振腔滤波器的研究资金项目：国家自然科学基金（批准号：11375081）资助课题作者简介:吴立恒（1980-），男，临沂平邑县人，主要从事电磁波理论与技术，物理教学理论研究，山东省聊城市聊城大学物理科学与信息工程学院在读研究生E-mail：wulihenglctu@163.com导师简介：王明红（1967-），男，教授主要从事高功率微波与器件的研究通信联系人E-mail：wangminghong@lcu.edu.cn吴立恒王明红*（聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252059）摘要:考虑到滤波器输入波导中入射电磁波和反射电磁波的相位差，通过C

2、MT理论分析了不同设计情况下的工作性能，然后优化设计了光子晶体1×3谐振腔滤波器结构。用FDTD方法研究了滤波器工作特性，改变1×3谐振腔下侧调谐柱位置得到滤波器结构的96个不同通带峰值波长平均正规化传输率为89.6%，相邻峰值波长平均间隔为1.25nm、平均传输带宽为1.19nm、谐振腔平均品质因数为1350.2、提取的峰值波长调谐范围在1534.04nm-1653.16nm。结果表明：该滤波器具有正规化传输率高、带宽窄、波长信号提取强度平稳等特性。其结构在密集型波分解复用(DWDDM)系统设计、光信号传感器件设计、密集型光路集成化设计等领域具有潜在的应用价值。关

3、键词:光子晶体1×3谐振腔；相位差；时域有限差分法；耦合模理论；密集型波分解复用；滤波器中图分类号:TN248.1文献标识码AStudyonthefilterbasedonphotoniccrystal1×3cavityLi-hengWuMing-hongWang(SchoolofPhysicsScience&InformationEngineering,LiaochengUniversity,Liaocheng252059,China)Abstract:Inconsiderationofthephasedifferencebetweenthereflectedel

4、ectromagneticwaveandincidentelectromagneticwaveintheinputwaveguideofthefilter,operationalperformancesfordifferentdesignconditionsareanalyzedbytheCMT(CoupledModeTheory),thenthefilterstructurebasedonphotoniccrystal1×3cavityisoptimized.ThecharacterasticsofthefilterarestudiedbyusingtheFDTD

5、method.Averagepeakwavelengthnormalizedtrnansmissionofthe96pass-bandsobtainedbyadjustinglocationsofthetunablerodsbelow1×3cavityisupto89.6%.Averagespacingbetweenadjacentpeakwavelengthsis1.25nm.Averagepassbandwidthofthefilterandaveragequanlityfactorofthecavityare1.19nmand1350.2,repectivel

6、y.Tunablerangesofdroppingpeakwavelengthesarebetween1534.04nmand1653.16nm.Theresultsshowthatthefilerhasthecharacterasticsofhighnormalizedtransmission,narrowpassbandwidth,stablewavelengthsignaldroppingintensityetc.ThisstructurehaspotentionalvalueinthedesignsofDWDDM(DenseWavelengthDivisio

7、nDemultiplexing)system,opticalsensingdevices,denseopticalpathintegrationetc.Keywords:photoniccrystal1×3cavity;phasedifference;FDTDmethod;CMT;CWDDM;filterPACS:42.79.Sz,42.79.Gn1.引言最近几年，为满足通信系统容量与效率需要提高的要求，IEEE802.3标准定义了以太网两个数据传输率标准40和100Gb/s。对于100Gb/s应用基于双向单模光纤，四信道中的每一信道运行于25.78125Gb/