引用本文:

王一飞,王梦梦,文丰,等. 基于光子晶体三通道解波分复用器[J]. 光通信技术,2019,43(12):27-29.

基于光子晶体三通道解波分复用器

王一飞1,王梦梦1,文 丰1,杨啸宇1,华尔天2,闫树斌1,2*

(1. 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051; 2. 浙江水利水电学院, 杭州 310018)

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摘要:为了实现结构紧凑、高透射率的解波分复用功能,基于光子晶体的禁带特性,提出了一种高效率的三通道解波分复用器。基于平面波展开法(PWE)分析了光子晶体的传播特性并给出了光子晶体能带图;使用有限元分析法(FEM)对器件结构参数优化,给出了不同端口的透射谱图。实验结果表明:该器件可以实现1537.8 nm、1543.7 nm 和1548.7 nm等3个波长的波分解复用;输出端口的透射率均达到90%以上,且信道平均间隔仅为5.5 nm;输出端口的平均信道串扰值为-27 dB;该解波分复用器具有耦合效率高、波长选择性好、信道间隔小、信道串扰低、波长调节方法简单和易于集成等特点。

关键词:光子晶体;解波分复用器;环形谐振腔

中图分类号:TN256 文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)12-0027-03

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.12.006

0 引言
      在通信和光学传感器领域,解波分复用器可以实现不同光信号的分离。其中,端口透射率、信道串扰和信道间距是设计解波分复用器的几个重要性能参数。近年来,研究人员提出了实现光子晶体解波分复用器的各种方法和机制。2012年,唐发林等人[1]利用光子晶体的点缺陷设计了一种三通道解波分复用器,实现了端口透射率达80%的解波分复用功能,但其信道间距和信道串扰值很大;2013年,周兴平等人[2]设计了一种双通道的解波分复用器,通过增加介质柱,极大地提高了解波分复用器的耦合效率,但其信道间距较大,约为20 nm;2016年,董小伟等人[3]利用光子晶体环形谐振腔设计了一种四通道的解波分复用器,其各通道的透射率达到90%以上,但其信道间距和信道串扰值较大,分别为40 nm、20 dB;2018年,张小伟等人[4]通过将波导与4个不同参数的微腔耦合,实现了四波长的波分解复用,其四波长的平均透射率达到93%,但其信道间距较大。
  本文利用光子晶体波导与环形谐振腔的耦合设计一种高效率的三通道解波分复用器,使用有限元分析法(FEM)对结构参数优化并进行仿真分析。

3 结束语
       本文是在二维三角晶格光子晶体上设计了一种高效率的三通道解波分复用器。利用平面波展开法和有限元分析法分别对其进行了能带和传输特性的分析,通过设置不同的中心柱半径,实现了1537.8 nm、1543.7 nm和1548.7 nm的波分解复用,输出端口的透射率均达到90%以上,且平均信道间距仅为5.5 nm,平均信道串扰值为-27 dB,该器件波长调谐方法简单,易于集成,在未来的光通信集成领域具有一定的市场前景。