作者单位
摘要
1 兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃 兰州 730070
2 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃 兰州 730070
近年来,电磁诱导透明(EIT)效应得到了广泛的研究,特别是对其群延迟的动态可调谐在光通信领域有良好的应用前景。提出了一种一维光子晶体纳米梁腔辅助微环谐振腔的动态可调谐电磁诱导透明系统。在该系统中引入了石墨烯,通过改变石墨烯的费米能级实现了对类电磁诱导透明的开关调控和群延迟的动态调谐。此外,在改变纳米梁腔与微环谐振腔的耦合距离和微环谐振腔的半径时,实现了对EIT窗口“关—开—关”的调控。采用三能级原子系统解释了类EIT效应的物理机制,采用三维时域有限差分法对该结构进行仿真,并分析了该结构的传感特性和延迟特性,仿真结果表明,灵敏度为614.4 nm/RIU、品质因数为370.8、群延迟为7.1 ps、群指数高达895。该系统为光开关、传感器和慢光器件的研发提供了一种可行方案。
电磁诱导透明效应 纳米梁腔 微环谐振器 石墨烯 集成光学 electromagnetically induced transparency nanobeam cavity microring resonator graphene integrated optics 
光学学报
2023, 43(22): 2223003
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 南京邮电大学贝尔英才学院,江苏 南京 210023
随着光通信产业和光互联技术的高速发展,具有高调制速率且易集成的小尺寸电光调制器件研究越来越重要。提出了一种以硅绝缘体(SOI)材料为基底的光子晶体纳米梁腔(PCNC)反射壁下载型电光调制器。信号光经过主线波导后首先被锥形波导耦合进一维光子晶体纳米梁腔中,然后进入下载波导并输出。优化主线波导与下载波导中反射圆孔的位置与个数,可以提高器件的整体透射率。纳米梁腔采用圆孔形渐变孔径,使得光束更好地被束缚在腔内。同时,在纳米梁腔两侧引入掺杂以形成PN结,施加较低偏压以改变纳米梁腔的谐振波长,从而实现工作波长光信号的“通”“断”调制。运用三维时域有限差分(3D‐FDTD)法对调制器的光学特性和电学性能进行仿真分析。结果表明,该电光调制器可以实现波长为1550.01 nm的光信号调制,调制电压仅为1.2 V,插入损耗为0.2 dB,消光比为24 dB,面积仅为54 μm2,调制速率为8.7 GHz,调制带宽为122 GHz,调制速率下的能耗仅为4.17 pJ/bit。所提出的电光调制器结构紧凑,性能优异,有望应用于高速大容量光通信系统和集成硅光子技术等领域。
光通信 载流子色散效应 时域有限差分法 光子晶体纳米梁腔 硅基波导 电光调制器 optical communications carrier dispersion effect finite difference time domain method photonic crystal nanowire cavity silicon-based waveguide electro-optic modulator 
中国激光
2023, 50(19): 1901005
作者单位
摘要
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,南京 210023
2 南京邮电大学 贝尔英才学院,南京 210023
提出了一种基于光子晶体电光调制和波分复用的集成器件。该集成器件的电光调制器模块和波分复用器模块均采用一维光子晶体纳米梁腔结构。利用三维时域有限差分法进行仿真。结果表明,该器件可实现工作波长为1 550.4 nm和1 553.6 nm的电光调制和波分复用功能。该器件在工作波长1 550.4 nm和1 553.6 nm下的插入损耗分别为0.89 dB和0.40 dB,消光比分别为17.13 dB和22.52 dB,调制深度分别为0.98和0.99,信道串扰分别为-24.20 dB和-23.37 dB,器件尺寸仅为71.34 μm×7.8 μm×0.22 μm。该集成器件结构紧凑,易于集成,可望应用于光互连网络和数据中心。
光子晶体 纳米梁腔 纳米线波导 电光调制器 波分复用器 Photonic crystal Nanobeam cavity Nanowire waveguides Electro-optic modulators Wavelength division multiplexers 
光子学报
2022, 51(5): 0551312
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院, 江苏 南京 210023
2 南京邮电大学贝尔英才学院, 江苏 南京 210023
设计了一种基于纳米线波导和一维光子晶体纳米梁腔的模分-波分混合解复用器,该器件由波分解复用(WDM)和模分解复用(MDM)两部分组成。其中,波分解复用部分由两个一维光子晶体纳米梁腔构成,模分解复用部分采用硅基纳米线波导结构。利用三维时域有限差分法,计算分析了该混合解复用器的性能参数。结果表明,该器件可以在波长1570.0 nm和1573.2 nm处实现基模(TE0)和一阶模(TE1)四个信道的解复用功能,插入损耗小于0.37 dB,信道串扰小于-18.4 dB,自由光谱范围可以达到400 nm。该混合解复用器可以应用于模分-粗波分复用系统中。
集成光学 光子晶体 纳米梁腔 纳米线波导 时域有限差分法 混合解复用器 integrated optics photonic crystals nanobeam cavity nanowire waveguides finite-difference time-domain method hybrid demultiplexer 
光学学报
2021, 41(4): 0413001
作者单位
摘要
1 燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
3 河北先河环保科技股份有限公司, 河北 石家庄 050000
基于Fano共振原理,提出光子晶体纳米梁侧耦合孔径啁啾光子晶体纳米梁腔结构。由光子晶体纳米梁所产生的宽的连续态与由光子晶体纳米梁腔所产生的窄的离散态干涉相消实现Fano共振。基于耦合模理论,定性分析该结构中Fano共振的产生机制,利用时域有限差分法对该结构进行模拟仿真,定量分析结构参数对折射率传感特性的影响,并对结构参数进行优化分析。结果表明,优化后的结构品质因子值可高达5.1×10 3,这将为集成光子晶体波导传感器件设计提供有效的理论参考和技术指导。
光学器件 光子晶体 Fano共振 光子晶体纳米梁腔 时域有限差分法 品质因子 optical devices photonic crystal Fano resonance photonic crystal nanobeam cavity finite difference time domain method figure of merit 
光学学报
2019, 39(11): 1123002

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