亚波长结构下光开关的原理与结构设计研究
光开关对提升光通信网络质量和实现实用的光子电路具有重大意义。利用光子晶体的带隙可以实现对特定波长的光的传输状态进行控制,这相比于传统的光开关具有更好的性能。
基于环形谐振腔结构的光开关,由于其腔结构的特点,不需要制作反射面就可以实现谐振,这使得这种结构在现有的平面光波导加工工艺下很容易实现。本学位论文针对波导微环结构构成的光开关和基于光子晶体设计的光开关特性展开研究,完成了以下几个方面的工作。
使用时域有限差分(FDTD)方法仿真研究了一维光子晶体在特定条件下的透射谱与光子晶体晶格常数之间的关系,在此基础上结合非线性材料设计了亚波长结构下基于光子晶体的全光开关。该全光开关信号光与控制光波长不同,并且从光开关同一端入射。
经过进一步仿真,得到了信号光的透射率与控制光光场强度的关系,同时得到了该光开关的开关功率。仿真结果表明该开关消光比达到了7.8dB,光开关纵向尺寸不超过2μm。
仿真得到了二维光子晶体波导输出谱,该二维光子晶体波导在1.5μm处存在一个阻带。进一步在空穴中填充液晶材料,并且通过光子晶体波导两旁的电极提供的电压驱动液晶分子的指向矢达 ...