基于光学斯塔克效应光子晶体全光开关的研究

《基于光学斯塔克效应光子晶体全光开关的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAStudyofAll-opticalSwitchBasedonOpticalStarkEffectinPhotonicCrystalsCandidate:LiGangMajor:PhysicalElectronicsSupervisor:Prof.WangTaoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.C

2、hinaJune,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着光纤通信技术的不断发展，对高速光开关的要求也越来越迫切。然而传统光开关因为多种因素限制了他们的响应时间，包括载流子复合寿命，载流子在器件内的输运时间，以及外部的RC时间常数。而全光开关由于其良好的光学特性和更快开关速度则越来越受到国内外学者的重视和青睐。因此在本论文中，我们对基于InGaAsP/InP共振光子晶体的全光偏振开关进行了研究，这种材

4、料能够应用于通信波段，并且为了避免载流子累积效应而采用近共振激发，这时光学斯塔克效应成为驱动光开关的最主要的非线性机制。当量子阱周期满足布拉格条件且布拉格频率等于重空穴激子共振频率时，在其附近的光子能带结构形成一个光子禁带，当线宽较窄的控制光也落在禁带中时光开关具有很大的非线性以及ps的恢复时间。通过建立光开关的理论模型研究了这种光开关的性能参数。另外我们对生长和实验过程中可能遇到的问题进行了模拟，比如周期不均匀性，测量的折射率存在误差，这些都会对光子禁带产生影响。然后我们给出了晶格匹配和应变InGaAsP/InP共振光子晶体的设计思路和计算结果。最后我们阐述了共振光

5、子晶体用于光速减慢的物理概念、工作原理及最新实验成果。希望我们的理论研究和计算结果对未来实用型光开关的设计和实验有参考意义。关键词：全光开关布拉格多量子阱光学斯塔克效应光速减慢I华中科技大学硕士学位论文AbstractAsthedevelopmentoftheopticalcommunicationthedemandforultrafastswitchingisincreasinglyurgent.Howevertheresponsetimesoftraditionalswitchesarelimitedduetothecarrierrecombinationlife

6、time,carriertransittimeinthedevice,andalsotheexternalRCtimeconstant.Whereasall-opticalswitcheshaveattractedmoreandmoreinterestsbecauseoftheirfavorableopticalcharacteristicsandmuchfasterswitchingspeed.Thereforeinthisarticle,anall-opticalpolarizationswitchbasedonInGaAsP/InPBragg-spacedqua

7、ntumwells(BSQWs)wasinvestigatedanditcouldbecompatiblewiththeopticalcommunicationsystem.Thisswitchbytuningthecontrolpulsenearbutbelowresonancedosenotsufferfromthelimitationofcarrieraccumulation.IntheswitchingprocesstheopticalStarkeffectisthemaintermofnonlineareffects.ABSQWstruct