文章设计了一种超小的硅基多波长路由器，它可实现光通信窗口多波长的路由功能。首先用平面波展(PWG)方法分析了这种光路由的理论及其结构特性，然后用时域有限差分(FDTD)方法数值模拟了该类器件的导光波特性及光场能量传播特性。所设计的硅基多波长路由器具有透射效率高和整体尺寸超小（总长度在20 μm左右）的特点，能同时实现1.31 、1.55和1.65 μm光波长的路由功能。

设计了基于石榴石型铁氧体磁性材料的光子晶体滤波器和光开关。利用平面波展开(PWE)法,分析了特定半径下光子晶体的能带结构,利用时域有限差分(FDTD)法分析了磁场改变时磁性材料耦合频率的变化。结果表明,该器件在不加磁场时具有优良的选频滤波功能,各目标光信号的透射率均达90%以上,且信道串扰小;加磁场后,耦合腔的耦合频率改变,器件处于关断状态。该器件的关断最大稳定时间达26.7 ps,最大透射率仅为8%,关断效果明显,具有良好的开关特性。

In the present paper, we study the transmission of the two-dimensional photonic crystal (PC) superellipse ring resonator. The fast growing applications of optomechanical systems lead to strong demands in new sensing mechanism in order to design the sensing elements to nanometer scale. The photonic crystal based resonator has been investigated as promising solutions because the band gap structure and resonator characteristics are extremely sensitive to the deformation and position shift of rod / cavity in PC resonators. This structure opens a single channel filter. The study is extended for tuning of channel filter’s wavelength with a temperature of this structure. The transmission of the channel filter shows a red shift with temperature linearly. This wavelength shift of the channel filter is used for the sensor application. The sensitivity for the proposed structure is found to be 65.3 pm/℃. The outstanding sensing capability renders PC resonators as a promising optomechanical sensing element to be integrated into various transducers for temperature sensing applications.

设计了一种基于正方形晶格二维光子晶体自准直效应的1×3分束器。使用平面波展开法对正方形晶格椭圆介质柱光子晶体进行分析，计算出其等频线，讨论自准直光波频率和传播特性。逆时针旋转椭圆介质柱到一定角度，同样使用平面波展开法计算其等频线并分析光波传播特性。根据以上分析，基于自准直效应，使用不同偏转角度的椭圆介质柱光子晶体设计出1×3分束器。使用时域有限差分法对工作状态下光波在分束器中的传播特性进行分析，并给出了电场分布图，实现了1×3分束功能。此结构的分束器期望能推进光子晶体在光集成回路中的应用。

针对三种常见的介质柱横截面分别为正六边形，正方形和圆形的二维光子晶体，提出了一种增大光子带隙的方法.直角坐标系下，使X方向长度增大p倍，并以原点为中心旋转角度φ，通过调整p和φ来降低结构对称性，使用平面波展开法，对其进行了大量的仿真分析.结果表明，结构改变后的光子晶体具有较大的带隙率.对于三种介质柱的三角晶格结构的光子晶体，最大带隙率能达到12％以上，尤其对于正方柱三角晶格光子晶体，最大带隙率达到15.1％.

通过平面波展开法对二维六方介质柱(空气孔)光子晶体带隙理论进行了分析，仿真发现带隙的变化与晶格常数的具体取值无关，而只与其填充比有关。三角晶格的这种光子晶体的带隙特性最好，并对空气孔之间产生交叠情况下的带隙特性进行了分析说明。随着介质柱(空气孔)与背景折射率差值的增大，光子晶体的带隙会逐渐变宽，而且带隙的位置也会向低频移动。用FDTD法对四方晶格的二维六方柱光子晶体波导透射特性进行了仿真，仿真结果表明其与波导的带隙结果吻合。