光子晶体多通道可调谐滤波器的理论研究

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1、第29卷第4期应用光学Vol.29No.42008年7月JournalofAppliedOpticsJul.2008文章编号:1002-2082(2008)04-0639-05光子晶体多通道可调谐滤波器的理论研究刘启能(重庆工商大学理学院,重庆400067)摘要:为了实现光子晶体的多通道滤波,对设计出的一维掺杂光子晶体进行了数值计算和理论分析。结果表明:多通道透射峰的波长与空气膜厚度呈线性变化,不同厚度的空气膜可以截到数目不同的透射峰,多通道透射峰的半高宽随光子晶体折射率n2的增加而减小。以此为基础,设计出滤波通道波长的可调范围达60nm,滤波通道半高宽的可调范围为1nm～5nm,滤

2、波通道透射峰值大于0.98的一维光子晶体三通道可调谐滤波器。关键词:光子晶体;多通道滤波;缺陷模;可调谐滤波器中图分类号:TN713;O734文献标志码:ATheoreticalstudyonphotoniccrystaltunablefilterwithmultiplechannelsLIUQi-neng(ScienceCollege,ChongqingTechnologyandBusinessUniversity,Chongqing400067,China)Abstract:Inordertoimplementthemulti-channelfilteringofthephoto

3、niccrystal,thenumericalcalculationandtheoreticalanalysisfortheone-dimensionalphotoniccrystalwereperformed.Theresultindicatesthatthewavelengthofthemulti-channeltransmissionpeakpresentslinearvariationwiththeopticalthicknessoftheairlayer,theairlayerswithdifferentthicknesscancapturethedifferentnumb

4、ersofthetransmissionpeaks,andtheFWHMofmulti-channeltransmissionpeakisdecreasedwiththeincreaseofthephotoniccrystalrefractiveindex.Basedontheresults,theone-dimensionalphotoniccrystalthree-channeltunablefilter,whosefilteringchannelhasatunablewavelengthrangeof60nm,atunablerangeofFWHMis1nm～5nm,andat

5、ransmissionpeakis0.98,wasdesigned.Keywords:photoniccrystal;multi-channelfiltering;defectmode;tunablefilter[1-8]引言道,其中文献[1-4]对利用光子晶体的缺陷模来波分复用(WDM)技术是现代光通讯系统中实现通带滤波的性质做了研究,文献[5-8]对光子的重要技术,而通带滤波技术则是波分复用的关键晶体的通带滤波器进行了研究。然而,基于光子晶体多通道可调谐滤波器的文献报道还未见到。技术之一。由于光子晶体对光传播特性控制的特殊[8-10]性质以及一维光子晶体结构简单、可靠性好、便于涉

6、及光子晶体通带滤波方面的3篇文献值集成等优点,利用光子晶体来实现对光信号的通带得重视,其中文献[8]提供了一种很好的可调谐滤滤波越来越引起人们的关注。近年来,利用光子晶波器的设计,它用空气作为杂质层,利用表面微机械技术实现杂质厚度调节,但它没有涉及双通道滤体来实现光信号的通带滤波方面的研究也有报收稿日期:2007-06-14;修回日期:2007-07-21作者简介:刘启能(1957-),男,四川泸州人,教授,主要从事光学与原子分子物理的研究。E-mail:ybxyjwc@sina.com·640·应用光学2008,29(4)刘启能:光子晶体多通道可调谐滤波器的理论研究波的问题。文献[

7、9-10]分别研究了一维和二维光子icosj-sinj晶体偏振通带滤波问题,但是没有涉及可调谐问Mj=pj(1)-ipjsinjcosj题。显然,研究多通道可调谐滤波器是一个具有重式中:j=(2/
)njdjcos!j,其中njdj是该介质层要理论意义和应用价值的问题。的光学厚度;!j是光线在该介质层中与界面法线多通道可调谐滤波器是指同时能够对多个波方向的夹角;
为入射光的波长;对于TE波,pj长的光进行调谐的滤波器。下面建立一套设计光子=njc