基于光子晶体自准直效应的太赫兹波开关
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作者:
作者单位:

(南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210023)

作者简介:

李培丽(1972-),女,河南许昌人,博士,教授,主要从事 光通信和光信号处理方面的研究工作.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61255067)资助项目 (南京邮电大学 光电工程学院,江苏 南京 210023)


A terahertz-wave switch based on self-collimation effect of photonic crystals
Author:
Affiliation:

(School of Optoelectronic Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023,China)

Fund Project:

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    摘要:

    利用光子晶体的自准直效应和砷化镓(GaAs)介 质的光学特性,提出了一种基于介质板 空气孔型的二维正方晶格光子晶体的光控太赫兹(THz)波开关。波长为810nm的激光器作为 泵浦光源,通过光照改变GaAs介质材料折射率的方法,控制THz波的导通和截止;利用光 子晶体的自准直效应,可以实现光束在光子晶体中的无衍射传输。利用Rsoft软件,结合平 面波展开法(PWE) 和二维时域有限差分法(2D-FDTD) ,对提出的THz波开关进行了仿真研 究。结果表明:本文方案可以实现THz波开关功能,其响应速度为107.12ps,消光比为27.65dB, 插入损耗为0.086dB,对入射的THz波具有一定的角度容差;并且结 构简单,易于集成,在未来THz波无线通信技术中具有重要的应用价值。

    Abstract:

    In this paper,we propose a terahertz (THz) wave switch device based on two -dimensional photonic crystal with square lattice air holes by using the self- collimation effect of photonic crystals and the optical properties of gall ium arsenide (GaAs) dielectric plate.The laser with wavelength of 810nm is used as the pump light source for c hanging the refractive index of GaAs dielectric material in order to make the terahertz wave turned on and off.The light beam can be transmitted with out diffraction effects through the photonic crystals due to self-collimation effect.The wave switch is studied by using Rsoft software combined with plane wa ve expansion (PWE) method and two-dimensional time-domain finite difference (2D-FDTD) method.The PWE method is used to optimize the bandgap of the photonic crystal structure.Then the 2D-FDTD method is used to analyze the transmission characteristices of the photonic crys tal THz wave switch. Results show that the response time of the wave device is 107.12ps,the extincti on ratio is 27.65dB,the insertion loss is 0.086dB,and the incident THz wav e has a certain angular tolerance. What′s more,the proposed Thz wave switch device is simple and easy to be integr ated,which have important application value in future THz wireless communication technology.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

崔珂珂,李培丽,郑加金.基于光子晶体自准直效应的太赫兹波开关[J].光电子激光,2017,28(8):824~829

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  • 收稿日期:2016-12-20
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  • 在线发布日期: 2017-08-15
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