多通道光子晶体波导解波分复用器的设计和优化

来源 :内蒙古工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wangchun2000
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波分复用技术是全光纤网络通信的常用技术。传统的解波分复用器尺寸较大,传输信息时损耗过多,稳定性也不理想,进一步减小损耗、提高稳定性也受到诸多限制。因此,本文采用弯曲型与直列型波导组合的结构类型,利用波导之间耦合与解耦合的特性设计并优化了三种解波分复用器:两通道三波长解波分复用器,三通道三波长解波分复用器以及四通道四波长解波分复用器。首先,设计并研究出一种两通道三波长光子晶体波导解波分复用器。通过选择适当的超原胞来建立光子晶体波导解波分复用器模型,运用平面波展开法计算耦合结构的色散关系,找出了对应的归一化频率范围是0.369-0.484。通过调整介质柱的半径和个数,对器件进行优化,实现了三个通信波长(1310nm、1490nm、1550nm)光波透射率的优化。进一步设计并研究出一种三通道三波长光子晶体波导解波分复用器。通过改变光子晶体介质柱的折射率,半径以及耦合点的归一化频率,设计出一种三个传输信道共振耦合结构的光子晶体波导解波分复用器。在波长分别为1490nm和1440nm光信号下的波导共振耦合区域添加介质柱,形成一种新的共振耦合区域。在波长为1310nm光波的信道输出末端,改变介质柱的半径,使得波长为1310nm光信号的透射率提高到了95.5%。仿真结果表明,增大介质柱半径,可以使得入射光波的透射率大幅度增强。最后,设计并研究出一种四通道四波长光子晶体波导解波分复用器。利用波导之间共振耦合作用,四种波长(1310nm、1490nm、1550nm、1670nm)的光波在各自的传输信道中传播,实现了解波分复用功能。通过改变耦合区域介质柱的半径,增加一定数量的介质柱,使得光波在传输时的透射率达到最佳效果。四种光波的频谱透射率分别达到94%、87%、89%、96%,有着不错的透射性能。
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