【《光子晶体波导分束器的分析现状文献综述》2100字】

光子晶体波导分束器的研究现状文献综述光子晶体分束器是一种以光子晶体波导为基础，通过在光子晶体中引入各种缺陷而制成的光学器件。光子晶体波导可以用来制作光功率分束器、偏振分束器、波分复用器或解复用器，这些光学器件可以在光学领域上发挥很大的作用REF_Ref27430\r\h[7]。光子晶体分束器可以将光波进行分束并沿不同方向传播。在光子晶体的概念还未被提出来之前，人们都是用传统的介质波导来传输信号的，传统介质波导的输光原理是运用的光入射到介质中，通过介质内的反射来实现光波的传输，也就是全反射原理。在这之后，光子晶体渐渐被人们熟知之后，人们慢慢的了解到这个新型材料的巨大价值，人们就展开了对光子晶体的全方面研究。最近几年以来，有很多性能优越、纯属效率高、损耗低的各种不同以光子晶体作为材料的光学器件被制作了出来，随着这些性能优越的光学器件被制作出来，光学领域的各个分支都取得了巨大的进步，这些性能优越的光子晶体器件也在不断地取代传统器件的地位。光子晶体波导作为光子晶体的一种最主要的应用，它具有着光子晶体所有的优越性能，通过它可以制成本篇文章的设计内容，也就是光子晶体波导功率分束器。下面介绍光子晶体分束器的研究进展：2005年，yogitaKalra设计了一个偏振分束器。这个分束器的设计基本思想是通过删除两个平行介质柱的光子晶体列，形成一个线缺陷，通过这个线缺陷来引导光波在光子晶体波导中的传播REF_Ref4062\r\h[8]。2008年，朱桂新等人通过七个平行波导的多模干涉效应，设计了一种四通道的光子晶体分束器，通过对称的介质柱实现的光波的分束，在出口处可以实现能量的自由分配，如图1.3所示REF_Ref4130\r\h[9]。图1.3基于多模干涉效应的分束器2009年，郭浩等人设计了光子晶体偏振分束器。基于光波在直接波导和复合光子晶体中的传播特性，提出了一种新型的超紧凑光子晶体偏振分光器REF_Ref4284\r\h[10]。这种结构制作成功之后实现了TE模式和TM模式的高效、大角度分离，如图1.4所示。图1.4光子晶体偏振分束器2010年，郭浩等设计了基于光子晶体环形谐振器的大角度超微多通道分光器，如图1.5所示。环形谐振腔置于光子晶体波导两侧，形成环形谐振腔REF_Ref20429\r\h[11]。通过改变介质柱的半径大小，使光场实现不同方式的分布，输出能量可以均匀或自由分布。图1.5基于光子晶体环形谐振腔的大角度超微多路光分束器2012年6月，杨君、陈鹤鸣等人设计了一个1×4波导分束器,如图1.6所示。这种分束器介绍了Y形波导进入光子晶体定向耦合器,并使用高效光子晶体波导的传输特性实现光束分束。最重要的是，这种结构可以通过调节光子晶体中的介质柱半径，使每个输出分支都能获得较高的透光率REF_Ref4454\r\h[12]。图1.61×4Y型光子晶体分束器高永峰等基于光子晶体波导中多模干涉的自成像效应。这种分束器是根据多模的干涉耦合区的重复图像的位置，以此确定光子晶体的位置，并且通过改变分束器的输出输入电场分布，提高分束效率REF_Ref4509\r\h[13]。如图1.7所示。图1.7光子晶体波导分束器光子晶体作为一种新型材料，很少存在于自然界中，所以都是通过人工制造所得，目前国际上已有的光子晶体制备方法主要由：物理法、化学法，激光全息法和胶体颗粒的字组织生长法等REF_Ref27438\r\h[14]。二维的光子晶体相对于三维光子晶体来说相对于较容易制作，材料上选择GaAs，它具有很高的热稳定性和化学稳定性，这种介质柱制成的光分束器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、绝缘性好、精度不够高等特点。所以，光分束器在未来的光通信和光学集成上有着很大的发展，这也是为什么我选择这个设计题目的原因之一。参考文献JohnS.StrongLocalizationofPhotonsinCertainDisorderedDielectricSuperLattices[J].PhysicalReviewLetters,1987,58(23):2486-2489.YablonovitchE.InhibitedSpontaneousEmissioninSolid-StatePhysicsandElectronics[J].PhysicalReviewLetters,1987,58(20):2059.李雷.光子晶体波导特性及其应用的研究[D].电子科技大学,2011.3-4RussellP.Photoniccrystalfibers.[J].PekingUniversityPress,2013.128-131.张佳.光子晶体谐振腔简介[J].青年科学（教师版）,2014,035(008):16.陈宜生.光子晶体滤波器[J].物理通报,1998(11):29.郭浩.高效光子晶体光分束器的设计与研究[D].南昌大学，2011.8-9.KalraY,SinhaR.Designofultracompactpolarizationsplitterbasedonthecompletephotonicbandgap[J].Opticalandquantumelectronics,2005,37(9):p.889-895.朱桂新,于天宝,陈淑文,等.一种实现光子晶体波导定向耦合型多路光均分的新方法[J].物理学报,2009(02):1014-1019.郭浩,吴评,于天宝,等.一种新型的光子晶体偏振光分束器的设计[J].物理学报,2010(08):5547-5552.郭浩,吴评,于天宝.光子晶体环形谐振腔大角度超微多路光分束器的设计[J].光学学报,2010,30(5):1501-1505.杨君,陈鹤鸣,汪静丽,等.基于Y缺陷的改进型光子晶体光分路器[J].光通信研究,2012,38(003):65-67.高永锋,周明,周骏,等.光子晶体波导定向耦合功分器的设计[J].中国激光,2011,38(005):113-118.倪培根.光子晶体制备技术和应用研究进展[J].物理学报,2010(01):346-356.HoKM,ChanCT,SoukoulisA.Existenceofaphotonicgapinperiodicdielectricstructures[J].PhysicalReviewLetters,1990,65(25):3152-3155.谈继斌.可控光子晶体波导分束器的特性研究[D].南京邮电大学,2013.3-6.YeeKS.Numericalsolutionofinitialboundaryvalueproblemsinvolvingmaxwell'sequationsinisotropicmedia[J].IEEETransactionsonAntennas&Propagation,1966,14(5):302-307.RamadanO,OztoprakAY.AnefficientimplementationofthePMLfortruncatingFDTDdomains[J].MicrowaveandOpticalTechnologyLetters,2003,36(1):55-60.Xiaoyan,Wang,Junjun.ModelingofPCFwithmultiplereciprocityboundaryelementmethod.[J].OpticsExpress,2004.46-48.梅洛勤,叶卫民,曾淳,等.用传输矩阵法(TMM)研究二维光子晶体传输特性[J].量子光学学报,2003,9(002):88-92.[1]刘伟佳.光子晶体波导的集成特性与应用研究[D].北京邮电大学,2013.15-18.[1]张煊,张明德.(2005).二维光子晶体波导及耦合器的特性模拟.电子器件(01),63-67.[1