為了提高無線通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量,提出了一種新型基于二維光子晶體射頻帶通濾波器,濾波器的結(jié)構(gòu)由線缺陷波導(dǎo)和Aubry-André-Harper （AAH）諧振腔組成。通過改變AAH諧振腔與輸出波導(dǎo)間介質(zhì)柱的半徑,增加它們之間的耦合系數(shù),從而實(shí)現(xiàn)在1666.64μm處射頻波段的濾波。仿真結(jié)果表明:該射頻濾波器性能優(yōu)良,通帶中心波長為1666μm,透射率為0.99,通帶插入損耗為0.06 dB,品質(zhì)因數(shù)Q值為1×10⁴,器件尺寸小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于大規(guī)模集成。 

【文章來源】：光通信技術(shù). 2020年11期 第31-34頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

二維光子晶體結(jié)構(gòu)圖和帶隙圖

圖1 二維光子晶體結(jié)構(gòu)圖和帶隙圖本文所提出的二維光子晶體射頻帶通濾波器的結(jié)構(gòu)如圖2所示。基底為空氣，在基底中圓柱形介質(zhì)柱以20×20陣列周期性排列。本文在完整結(jié)構(gòu)的中心處沿著水平方向移除8個(gè)介質(zhì)柱，形成線缺陷波導(dǎo)作為它的輸入波導(dǎo)，左側(cè)為輸入端A。在主波導(dǎo)上方第2排介質(zhì)柱處移除一排介質(zhì)柱，利用Aubry-André-Harper(AAH）諧振腔模型理論在此通道中引入N個(gè)圓形介質(zhì)柱形成AAH諧振腔（圖中藍(lán)色區(qū)域），在AAH諧振腔中心上方沿著垂直方向移除一列介質(zhì)柱作為輸出波導(dǎo)，上側(cè)為輸出端B。為了保持諧振腔結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性AAH諧振腔中間的2個(gè)介質(zhì)柱相對(duì)于點(diǎn)缺陷中心位置向兩邊各偏移了δ=0.4a,a為諧振腔的振幅。AAH諧振腔晶格常數(shù)為a′，介質(zhì)柱半徑為r′，AAH諧振腔中介質(zhì)柱的個(gè)數(shù)N與晶格失配參數(shù)β之間應(yīng)滿足β=N (N+1）。本結(jié)構(gòu)中AAH諧振腔介質(zhì)柱數(shù)取N=4，則可以確定其余參數(shù)β=0.8,a′=aβ=480μm,AAH諧振腔半徑r′=80μm。

其中，ω0表示未擾動(dòng)晶格的頻率，cy表示位置y處對(duì)應(yīng)沃尼埃函數(shù)的展開系數(shù)，J為相鄰間隙位置處由基函數(shù)重疊引起的隧道耦合效率。本文提出的二維光子晶體射頻帶通濾波器的結(jié)構(gòu)是基于反射壁下載型模型所設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。假設(shè)微腔與波導(dǎo)間的幅值衰減系數(shù)滿足模型簡(jiǎn)化條件，那么可以等效為無本征損耗模型。該結(jié)構(gòu)的時(shí)域耦合模方程如下：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種小型化的高性能雙阻帶濾波器設(shè)計(jì)[J]. 鐘耀霞,程建斌,李丹.  電視技術(shù). 2019(02)
[2]A high quality factor photonic crystal channel-drop filter with a linear gradient microcavity[J]. 李傳起,范慶斌,陸葉,羅德俊,孔一卜,張東闖.  Optoelectronics Letters. 2015(03)



本文編號(hào)：2912938