1 南昌大学物理系， 江西 南昌 330031
2 南昌大学高等研究院， 江西 南昌 330031
研究了具有周期性孔阵列的金属表面附近的电磁局域态密度(EM-LDOS)，详细讨论了孔的填充因子和孔内填充介质对EM-LDOS的影响。相对于金属平板，具有孔阵列的金属表面附近的EM-LDOS的共振峰会发生分裂；随着填充因子的增加，横向表面等离子体激元的共振峰向低频方向移动，而纵向表面等离子体激元的共振峰向高频方向移动。当孔内填充具有更大介电常数的材料时，EM-LDOS谱中分裂的两个峰都会向低频方向移动，但低频峰的移动相对于高频峰的更为显著。
表面光学 表面等离子体激元 局域态密度 有效介质理论 表面波 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 072401
基于二维光子晶体中多模干涉效应(MMI)设计了一种新型的三波长波分解复用器，模拟结果表明，该结构能有效地分离1310 nm/1500 nm/1550 nm三个波段的波长。 当改变该波分解复用器的相关结构参数时，该结构能拓展至其他波段。除此之外，该结构也能单独作为两波长波分解复用器对1310 nm/1550 nm实现分离。 该波分解复用结构对三个波长的透射率均在91%以上。与此同时，借助于平面波展开法及时域有限差分法，对光波在该结构的传播效率及传播行为进行了 计算及模拟。
光通信 光子晶体 波分解复用器 多模干涉效应 平面波展开法 时域有限差分法 optical communication photonic crystal wavelength division demultiplexer multi-mode inter-0.8cmference effect plane wave expansion method finite-difference time-domain method
1 南昌大学物理系，南昌 330031
2 中国科学院半导体研究所，北京 100083
基于直波导和环形谐振腔的耦合特性，设计了一种新型、高效的二维光子晶体异质结构光分束器.时域有限差分法模拟表明，该设计仅仅通过改变介质柱的折射率，使光场发生重新分布，便可实现输出能量的均分或自由分配.在通信波长范围，该设计结构尺寸小、分束角度大、分束率高，这些特性使其在光通信领域具有重要的应用前景.
光子晶体波导 分束器 能量均分 环形谐振腔 Photonic crystal waveguides Beam-splitter Uniform energy distribution Ring resonator
1 南昌大学 物理系，南昌 330031
2 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
将两个二维空气孔光子晶体波导平行放置，两波导之间由三排空气孔相隔，构成一个定向耦合器.数值分析了TE(磁场平行于空气孔)和TM(电场平行于空气孔)偏振态光波在该定向耦合器中的传播行为.结果表明，减小耦合区两波导间的一排介质柱的半径，TE模的耦合长度减小，而TM模的耦合长度不变.基于此结构，设计了超微偏振光分束器，整个器件的尺寸为10.1 μm，与已报道的24.2 μm的结果相比，该器件具有更小的器件尺寸和更高的输出效率.
光子晶体波导 定向耦合器 偏振光分束器 Photonic crystal waveguides Directional coupler Polarizing beam-splitter
1 南昌大学 物理系,江西 南昌 330031
2 中国科学院 半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室,北京 100083
将环形谐振腔邻近放置在光子晶体直波导两侧构成环形谐振器,利用平面波展开法及时域有限差分法,数值分析了该系统中光的传播行为。基于此结构,以三、四通道为例设计了大角度超微多路光分束器。仅通过改变环形谐振腔中耦合介质柱的半径,便可使光场发生重新分布,实现输出能量的均分或自由分配。在同样保证多路和高传输效率的条件下,该结构与常规波导定向耦合型分束器相比,还可实现光束的大角度分离。
光子晶体 分束器 环形谐振腔 时域有限差分法 平面波展开法 能量均分
1 南昌大学 物理系，南昌 330031
2 中国科学院半导体研究所，北京 100083
利用转移矩阵方法对基于杂质带的光子晶体矩形波形滤波器的实现进行了研究.除了可选择不同折射率的材料外，该滤波器还可通过调整光子晶体本身的结构参量来实现.对较平杂质带的形成机制做了具体的理论分析和解释，通过数值计算光子晶体原子耦合成光子晶体分子的过程，发现光子晶体原子的线宽与光子晶体分子线宽之间的相对大小是决定能否形成较平杂质带的重要参量.
光子晶体 杂质带 原子耦合 Photonic crystals Impurity bands Photonic atomic coupling
在完整三角形光子晶体中引入3条相互平行的单模波导形成定向耦合型分束器, 非对称地改变波导间耦合区的介质柱的折射率, 可实现能量输出端口能量比的改变。时域有限差分数值仿真结果表明, 耦合区介质柱折射率在改变量较小时, 能保证分束器有较高的能量透过率, 且能实现输出端口能量输出比在一定范围内的调节。
光子晶体 定向耦合分束器 能量输出比 photonic crystal directional coupling power splitter energy output ratio
1 南昌大学 物理系, 江西 南昌330031
2 中国科学院 半导体研究所, 北京100083
定向耦合器由多个光子晶体单模波导平行、邻近放置构成。在输入光场对称入射时, 根据自映像原理数值分析了光在其中的传播行为。基于此结构, 以3通道为例, 设计了超微多路光分束器, 仅仅通过对称地改变耦合区中两个介质柱的折射率, 使光场在横向发生重新分布, 实现了输出能量的均分或自由分配。这种调制方法简单且输出效率更高。
光子晶体波导 定向耦合器 分束器 能量均分 photonic crystal waveguide directional coupler beam splitter uniform energy distribution
根据对称入射时的自映像原理，设计了一种基于光子晶体多模波导的超微滤波器，对于进入该种器件的1.31 μm和1.55 μm两种通信波长的光信号，能够在通过一种波长的同时，对另一种波长进行阻隔，整个器件的长度不超过15 μm.讨论了该滤波器的输出效率，并通过调整位于单模波导与多模波导联结处的介电柱位置对结构进行优化.优化后的结构具有高的输出效率和较宽的带宽.时域有限差分法的模拟结果表明该器件是可行的.
集成光学 滤波器 光子晶体多模波导 时域有限差分法 Integrated optics Filter Photonic crystal multimode waveguide Finite-difference time-domain method
1 南昌大学 物理系,江西 南昌 330031
2 中国科学院 半导体研究所,北京 100083
将五光子晶体单模波导平行、邻近放置构成定向耦合器,依据自映像原理,数值分析了输入光场对称入射时,该系统中光的传播行为。基于此结构,设计了1×3光分束器,其器件长度可短至14.26 μm。仅仅通过对称地改变耦合区中两个介质柱的有效折射率,使光场在横向发生重新分布,便可实现输出能量的均分或自由分配。通过非对称地改变耦合区中的一个介质柱,可实现3个输出端的输出能量的自由分配。该光分束器具有微小尺寸和各输出端输出能量的比例可自由调制的特点,在未来集成光回路中具有广泛的应用价值。
光学器件 光子晶体波导 定向耦合器 光分束器 能量均分
