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当今社会,光子学器件具有电子学器件无法比拟的高速、高带宽和低能耗等优点。它迎合当今社会信息技术快速和高密度的需求,在光信息处理和光子学计算中扮演着非常重要的角色。尤其在纳米器件上的微控操作更吸引了越来越多研究者的关注,纳米器件上的微控操作对于未来的光子器件的集成有着显著的作用。然而,常规的电介质波导由于光的衍射极限,很难做到微型化,集成化。表面等离子体波是一种束缚在金属和电介质波导界面上并沿着界面传播的特殊电磁波场,它突出的特点是可以突破光的衍射极限进行光传输。因此,许多光器件利用其特性被制造出来。如,等离子体滤波器、等离子体耦合器和等离子体Mach-Zehnder干涉仪等。然而,这些器件主要依靠结构几何参数的变化或材料性质参数的变化来实现一定的工作性能,这使得器件不能更好地获得一个高度的集成。如何让光器件获得更好的集成,这仍然是一个挑战。如今,我们提出了一个非常有效的方法来提高光器件的集成,即在光器件上集成微流控系统。微流控系统可以改变注入谐振器腔内液体的体积或改变注入液体的种类,从而改变整体腔的有效折射率,从而实现波导输出的调节。本文的主要工作和研究成果为:
1.利用FDTD(Finite-Difference Time-Domain Method)方法并结合完全匹配层边界条件,对齿状滤波器、环形腔滤波器、方型腔滤波器进行仿真验证各参数对滤波特性的影响。
2.提出了基于等离子体双腔侧耦合可调微流控结构的滤波器,模拟实验中使用FDTD(Finite-Difference Time-Domain Method)方法并结合完全匹配层边界条件。模拟实验结果分析表明,它有很好的滤波性能,同时具有优异的可调性,为光学电路的进一步集成提供了可能性。