马蓓娇,张培晴,陈飞飞,戴世勋,张巍,沈祥,徐铁峰,聂秋华.硫系玻璃超快光子晶体光开关特性研究[J].光电子激光,2016,27(4):359~365
硫系玻璃超快光子晶体光开关特性研究
Research on chalcogenide glass ultrafast photonic crystal optical switching
投稿时间:2015-10-10  
DOI:
中文关键词:  非线性光学  光开关  时域有限差分(FDTD)  光子晶体  硫系玻璃
英文关键词:nonlinear optics  optical switching  finite difference time domain (FDTD)  photo nic crystal  chalcogenide glass
基金项目:国家自然科学基金(61307060)和浙江省重中之重学科开放基金(xkx11408)资助项目 (1.宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211; 2.浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211)
作者单位
马蓓娇 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
张培晴 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
陈飞飞 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
戴世勋 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
张巍 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
沈祥 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
徐铁峰 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
聂秋华 宁波大学 高等技术研究院,红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211
浙江省 光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211 
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中文摘要:
      利用熔融淬冷法制备了GeSbSe硫系玻璃,并用Z 扫描法测试了其三阶非线性特性。以制备的硫系玻璃作为基质材料设计了通信波段的光子晶 体光开关器件,采用平面波展开法优化了光子晶体结构的带隙,利用时域有限差分(FDTD)法 分析了所设计的光子晶体光开关结 构的传输特性,通过调整晶格常数与点缺陷的半径,获得了在超短激光脉冲诱导下的硫系玻 璃超快光子晶 体光开关。数值计算表明,对于1550 nm通 信波段,通过调节泵浦光强并使微腔处折射率改变,可以 实现对光波的导通与截止。分析结果显示,本文光开关的 阈值功率密度为7.7×109W/cm2,开关消光比为25.48dB,品质因子达到104
英文摘要:
      In this paper,we use Z-scan method to test the third-order nonlinear characteristic of GeSbSe chalcogenide glass,and design a photonic crystal optical switching device in co mmunication band based on this matrix material.The photonic crystal switching device is compose d of a photonic crystal microcavity which connects two photonic crystal waveguides in triangular lattice .The plane wave expansion method is used to optimize the bandgap of the photonic crystal structu re.Then the finite difference time domain (FDTD) method is used to analyze the transmission characteristics of the photonic crystal optical switch.Through a series of simulations,adjusting the lattice constant of the photonic crystal switch structure and the point defects radius of the microcavity,and us e the ultrashort pulse laser,a chalcogenide glass ultrafast photonic crystal optical switching can be r ealized,which works at the wavelength of 1550nm.The numerical results show that for 1550nm band communication,by adjusting the pump light intensity at the microcavity,the refractive index will be change d.And it can achieve the light turned on and off.The switch has a lower thres hold power density of 7.7×109W/cm2,high extinction ratio of 25.48dB and high Q-factor of 10 4.
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