光子晶體是高集成光通信研究的熱門研究對象,廣泛應用于全反射鏡、濾波器、波導等方面。為解決二維三角晶格光子晶體波導出射端的光場控制問題,本文基于表面波調(diào)制的概念提出了一種二維三角晶格光子晶體定向輻射的結構。該結構由X方向10層、Z方向29層圓形介質(zhì)柱周期排列而成,在Z=0上引入線缺陷形成波導。為了獲得出射光高定向性,在波導出射端表面引入一列類似微腔的結構,其表面層介質(zhì)柱相對微腔結構表面層介質(zhì)柱偏離0.35a(a為晶格常數(shù))并且半徑是其它介質(zhì)柱半徑的1.3倍。時域有限差分法分析結果表明,該結構具有很好的定向性,輻射距離約為61.5μm,該輻射距離約為單波導出射端結構的4倍,并且輻射發(fā)散角度很小。

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【部分圖文】：

完整的二維三角晶格光子晶體結構由X方向10層、Z方向29層圓形介質(zhì)柱周期排列而成,在完整的二維三角晶格光子晶體結構的Z=0的位置上引入一個線缺陷就形成光子晶體單波導結構,如圖2所示。其中晶格常數(shù)a=0.625μm,圓形介質(zhì)柱的折射率na=3.4,背景介質(zhì)空氣的折射率nb=1,介....

在圖2所示的二維三角晶格光子晶體單波導結構的基礎上,在波導出射端引入微腔得到微腔波導結構,如圖3所示,然后將表面層介質(zhì)柱Ⅱ向右平移L并將半徑增大到R,而Ⅰ區(qū)域介質(zhì)柱的半徑保持不變,從而得到的表面波調(diào)制光子晶體波導結構如圖4所示。與微腔波導結構不同,表面波調(diào)制波導結構利用的是表面波....

一般情況下,在中心位置Z=0上輻射距離越遠,光子晶體波導的定向輻射效果就越好。設計合適的表面層介質(zhì)柱Ⅱ的平移距離L及其半徑R可以得到較好的表面波調(diào)制波導出射端的定向輻射效果,所以表面波調(diào)制波導結構的優(yōu)化可以通過研究出射光在中心位置Z=0上輻射距離輻射距離與R、L的關系實現(xiàn)。圖5給....

圖6給出了三種二維三角晶格光子晶體波導的光場分布圖,其中單波導結構的結構圖如圖2所示,微腔波導結構的結構圖如圖3所示,表面波調(diào)制波導結構的結構圖如圖4所示(L=0.35a、R=0.26a,即表面層介質(zhì)柱Ⅱ偏離0.35a且半徑是其它介質(zhì)柱半徑的1.3倍)。從圖6可知,單波導結構的輻....

本文編號：3990346