引用本文：
刘莲香，陈鹤鸣. 基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器研究[J]. 光通信技术，2020，44（5）：28-32.
刘莲香1，陈鹤鸣2*
（1.南京邮电大学 电子与光学工程学院，南京 210023； 2.南京邮电大学 贝尔英才学院，南京 210023）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：为了进一步提高光通信系统的传输容量，提出了一种基于光子晶体的2波长×3模式混合复用/解复用器，该器件由3个组合谐振腔、3个波长选择反射微腔、单模波导、多模波导和锥形渐变耦合波导组成。采用组合谐振腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波，利用非对称平行波导的结构实现模式转换。应用时域有限差分法进行了仿真分析，结果表明：该器件可以实现1530 nm TE0模、1530 nm TE1模、1530 nm TE2模、1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和1550 nm TE2模6个信道的波分—模分复用和解复用，其插入损耗<0.127 dB，信道串扰<-15.19 dB。
关键词：光子晶体；耦合模理论；时域有限差分法；锥形渐变耦合波导；波分—模分混合复用/解复用器
中图分类号：TN256 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2020）05-0028-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.05.007
0 引言
随着互联网技术、远程教育、医疗以及云计算和大数据的飞速发展，系统的传输容量需要大大增加[1]。目前，光传输系统中使用的单项波分复用技术或者单项模分复用技术不能满足传输容量上的需要，单一技术几乎达到突破极限[2]。研究表明，波分—模分混合复用技术可以有效地改善带宽瓶颈问题，已经成为可以成倍增加通信容量最有效的方法之一[3]。2015年，Tadesse Mulugeta等人设计了2种类型的波分—模分混合复用器[4]，2种结构的插入损耗大于1.2 dB，波长间隔为240 nm。2018年，Omnia M. Nawwar等人提出了紧凑型的波分—模分混合复用器[5]，该器件的串扰较大（约-11.9024 dB），波长间隔为250 nm。2018年，柳璐等人提出了4个信道的波分-模分混合复用/解复用器[6]，信道数较少。
本文设计一种基于光子晶体的多信道波分-模分混合复用/解复用器，可以实现2波长×3模式的6个信道的混合复用和解复用。
5 结束语
本文设计了一种基于光子晶体的2波长×3模式的6个信道混合复用/解复用器，在光子晶体中引入组合谐振腔和波长选择反射微腔，可以让1550 nm的光波实现高效率滤波；引入2对非对称平行波导，实现1530 nm和1550 nm的光波的TE0模到TE1模、TE2模的模式转换。该器件能实现1530 nm TE0模、1530 nmTE1模、1530 nm TE2模、1550 nm TE0模、1550 nm TE1模和1550 nm TE2模的6个信道信号的复用和解复用，插入损耗低，信道串扰小，尺寸约为27 μm×55 μm。本文的设计对于大幅度提高通信容量具有重要研究价值。