邹放,邹喜华,潘炜,罗斌,闫连山.基于分形结构的光子晶体滤波器优化设计[J].光电子激光,2016,27(12):1260~1266
基于分形结构的光子晶体滤波器优化设计
Optimized design of photonic crystal filters based on fractal structure
投稿时间:2016-01-26  
DOI:
中文关键词:  光滤波器  分形结构  光子晶体  多信道  信道调谐
英文关键词:optical filter  fractal structure  photonic crystal  multiple channels  chan nel tuning
基金项目:国家自然科学基金(61378008)、四川省杰青计划(2015JQ0032)、重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室访问学者基金(2014MS04)资助项目 (西南交通大学 信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,成都 611756)
作者单位
邹放 西南交通大学 信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,成都 611756 
邹喜华 西南交通大学 信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,成都 611756 
潘炜 西南交通大学 信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,成都 611756 
罗斌 西南交通大学 信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,成都 611756 
闫连山 西南交通大学 信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,成都 611756 
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中文摘要:
      针对基于分形结构的一维光子晶体滤波器,优化 设计其多信道滤波性能和调控特性:优化缺陷层的核心参数, 使其对应的透射信道在带隙中灵活移入移出,实现对信道数量的控制;并在各透射信道波长 由缺陷层调控的基础上,优 化基础结构周期以保证对多信道的调控严格独立。进而,利用传输矩阵法对其滤波性能进行研究, 分析了不同级别结构下信道数量的控制及信道特性;并以S=3结构为例,分析了影响信道中心波长的因素,以及对多个信道的独立调控性能 进行了验证。最后对滤波器的3dB带宽、透射率等关键参数进行定量分析,譬如3dB宽度小 于11nm,透射率大于0.9等。由此,通过对具 有分形性质一维光子晶体滤波器的结构参数优化,实现了具有较好滤波性能的多信道可独立 调谐滤波器,可实现在光纤通信中对特定信道滤波,提升系统信噪比。
英文摘要:
      Optimized design and performance investigation of one-dimension ( 1D) photonic crystal filter based on the fractal theory are performed to achieve excellent multi-channel transmissi on response and tenability.Through the analysis of fractal theory in photonic crystal structures,to control the number of channels,the parameters of the defect layer are firstly optimized to shift the corresponding channels in or out the band gap flexibly.Moreover,an optimization of the basic structure unit enables an independent tuning operation to all transmission channels.Using the transfer matrix method,the perfromance of the optimized filter is studied.Subseq uently,different numbers of transmission channels filter in four orders structur e are demonstrated,and make structure S=3as an example, the impact factors of the central wavelength of channels is analyzed,including the refractive index and width of defect layer.Th en,the filtering performance in terms of the transmissivity is quantitatively investigated,such as a 3dB bandwidth less th an 11nm and a transmission ratio greater than 0.9.The optimized design based on fractal theory provides a way for the de sign of 1D photonic crystal filter with specific channels,and it can be used in fiber communication and ele ctro-optical systems to improve signal to noise ratio of devices.
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