可调谐磁性光子晶体滤波器的研究

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随着人工智能、云计算、5G等新的信息技术的发展,人们对信息传输的速度、容量、智能化与效率的需求越来越渴望,光传送网因借助光来传输信息,不受电磁干扰等优点被市场所推崇,未来发展对滤波器要求,需要其易于集成且尺寸小,而未来庞大的光网络数据传输更需要一个尺寸小、适配性强性能优异的滤波器。磁控光子晶体滤波器是其网络中实现波长动态分配节点的关键器件,它可以从多波长信号中动态下载特定波长到本地,促使光网络向高效调配方向发展,对于动态全光网络的发展具有重要意义。本文提出了基于环形腔与线缺陷组合结构的单波长二维光子晶体滤波器,通过分析耦合模式,圆形谐振腔结构,和谐振腔内介质柱半径大小对滤波器性能的影响,最后设计出圆形谐振腔的结构模型,最后利用lumerical仿真软件的FDTD模块来分析其性能,结果表明该光子晶体滤波器能实现单波长1525.5nm波长的滤波。在二维光子晶体滤波器中引入磁性介质,即是用环形腔中四层磁性介质替换Si介质柱,重新构成一个磁性介质光子晶体滤波器,通过优化其结构参数与合理设置磁性介质柱的圈数,利用外加磁场的变化在不改变滤波器器件结构的基础上,实现工作波长1510nm,1515nm,1520nm,1525nm,1530nm,1535nm,1540nm,1545nm,1550nm的变化。利用lumerical仿真软件的FDTD模块来分析其性能,结果表明:该器件可实现设计的二维磁控光子晶体滤波器可以实现多波长调谐滤波,该器件的性能优良,插入损耗在0.41dB以内,器件半峰值带宽小于0.8nm,具有较高的Q值,该光子晶体滤波器的性能十分优良,在光传送网发展中具有应用价值。
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