二维光子晶体微腔平顶结构透过率曲线的研究

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光子晶体微腔是通过移除、替换或添加光子晶体周期性结构中的散射点而形成的。与传统的金属微腔相比,光子晶体微腔具有体积小、损耗低等特性,在量子通信、零阈值激光器、量子阱器件及发光二极管等领域具有广泛应用前景。透过率T及透过率曲线形状特征是衡量光子晶体微腔特性的重要参数和研究热点。平顶结构透过率曲线的实现是光子晶体微腔应用于带通滤波器的前提和保障。针对这个问题,本文研究了二维三角晶格光子晶体微腔的透过率曲线形状的影响因素;设计出具有平项结构透过率曲线的光子晶体微腔结构;研究了材料的介电损耗对二维光子晶体微腔品质因子Q和透过率T的影响。   光子晶体微腔结构由两个并行排列的二维三角品格光子晶体微腔构成。每个光子晶体微腔由X×Y(X、Y分别为沿X、Y方向介质柱的数量)个空气柱组成,背景材料介电常数为11.4。设定光子晶体晶格常数为a,空气柱散射体半径为0.3a。入射光源采用平面波通过距离光子品体微腔边界为5a的狭缝构成,狭缝宽度为5a。得到的结果如下:   (1)对二维光子晶体微腔透过率曲线的拟合表明,三角品格三点缺陷微腔,四方晶格单点缺陷和四方晶格三点缺陷微腔的透过率曲线均符合洛伦兹分布。   (2)调节构成微腔结构中的两个并行排列的光子晶体微腔之间的间距进行调节,微腔结构的透过率曲线形状将随着间距的变化呈周期性的变化,在这过程中,特定间距可实现具有平顶响应特性的透过率曲线,以实现更宽的带宽来满足其在波分复用技术中的应用。   (3)研究了材料的介电损耗对二维光子晶体微腔的品质因子和透过率的影响,随着介电损耗的增加,品质因子和透过率同时减小。相同介电损耗条件下,随着微腔周期性的增大,品质因子和透过率均先增加后减小。
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