光学学报
2023, 43(22): 2223003
1 兰州交通大学 电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
2 甘肃省科学院 传感技术研究所, 甘肃 兰州 730070
分析了二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的传输特性, 将二维光子晶体波导、环形腔和马赫-曾德尔干涉仪有效结合,提出了一种基于二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的异或门设计。用平面波展开法分析二维光子晶体能带结构, 并用时域有限差分法验证光信号在该器件中的电场稳态分布。结果表明, 该结构能够实现异或逻辑, 且具有高逻辑对比度7.88 dB, 快速响应周期0.388 ps和高传输速率7.87 Tbit/s; 并且该器件结构尺寸仅为13 μm×14 μm, 易于集成。该异或逻辑结构中引入了二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪, 使得光子晶体逻辑门结构的设计更加多样, 并为二维光子晶体半加器与全加器的设计提供了基础, 具有重要的研究意义。
硅基光学 异或逻辑门 平面波展开法 时域有限差分法 silicon-based optical XOR logic gate plane wave expansion method finite-difference time-domain method
兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
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。
集成光学 太赫兹(THz)滤波器 平面波展开(PWE)法 光开关 时域有限差分(FDTD)法 integrated optics terahertz filter plane wave expansion (PWE) method optical switch finite-difference time-domain (FDTD) method