0 引言

      20世纪80年代，EBBESEN T W等人[1-2]提出了光子晶体的基本概念。光子晶体也称为光子禁带材料，它是由折射率不同的介质在空间中周期性排列的一种人造晶体。光子晶体具有2种特殊的性质：①光子禁带。根据此特性可以实现光子晶体波导、光子晶体分解器、光子晶体出射端辐射和光子晶体表面波等相关研究。②光子局域。根据此特性可以进行光子晶体滤波器和光子晶体光开关等光学器件研究[3-5]。在全光网络领域，波分复用系统对光波的选频输出具有重要的意义。光子晶体的波分复用器通过波导、谐振腔和微腔耦合的方式来实现光波的选频功能[7-10]。文献[11]根据光子晶体异质结构进行波分复用器的设计，通过改变介质柱的折射率使谐振腔的选择波长发生改变，不同折射率的光子晶体阵列连接形成波分复用器整体结构，可实现多通道输出光波，但是这种结构选择光波长具有局限性，光波长控制在1.56~1.59 μm，无法满足现在通信所需的频谱波段；文献[12]通过研究谐振腔中心介质柱的数量个数去调节出射光波波长，并通过耦合微腔选择单频光波从出射口辐射，但该结构设计较为复杂，通道之间距离过近导致多模干涉，从而影响了选择频率和辐射效率。上述基于谐振腔波分复用器的方案大多只采用了谐振腔的一个谐振模式，没有充分发挥谐振腔的多模特性。如果增加通道数量，相应的谐振腔的数量必须增加，导致器件的物理尺寸变大，不利于集成设计。为此，本文设计一种基于双环形谐振腔结构的二维光子晶体波分复用器。

3 结束语

    基于耦合模理论，本文在二维光子晶体中引入线缺陷作为主波导和输出波导，引入谐振腔和点微腔作为滤波选频元件，设计出了一种新型的二维光子晶体波分复用器。通过加入散射介质柱、研究谐振腔相对距离对滤波的影响，优化光子晶体波分复用器的结构，最终实现了对1562 μm、1544 μm、1451 μm、1436  μm、1366 μm和1322 μm这6种频率光波的波分复用，光波最大辐射效率达到96%，且器件尺寸较小，这种结构在光子晶体集成研究领域具有很高的价值。