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光波导作为现代光通信中的重要器件之一,在通信中起着至关重要的作用。用光子晶体实现的光波导,具有良好的导波性质,已经得到了广泛的使用。近年来,人们提出了一种新结构的光波导—耦合腔光波导(CROWCoupledResonatorOpticalWaveguide)。耦合腔光波导具有良好的群速度和色散性质,得到了人们的广泛关注。本文从理论上研究了耦合腔光波导其结构耦合强度与传输特性之间的关系,结果发现,耦合腔光波导中传输模式的群速度及模式的个数明显地受到其腔之间耦合强度的影响。
本文首先介绍了光子晶体的概念,传输性质及其在光通信中的应用。在第二章中我们介绍了研究光子晶体的常用方法,如平面波展开法(PWM)、FDTD(时域有限差分)法和多重散射法。
第三章初步探讨了用传输矩阵法(TMM)对光子晶体的研究,主要研究一维光子晶体的传输特性,并对不同结构的一维光子晶体进行了计算,比较和分析;我们还进一步对二维光子晶体传输矩阵法做了理论分析。
在最后两章中,我们介绍了耦合腔光波导(CROW)的概念及其特性。根据紧束缚(tight-binding)近似,并只考虑相邻两腔之间的耦合影响,我们分别研究了周期结构和准周期结构的耦合腔光波导的传输特性和结构特性,并得出了一些重要的结论。
最后在结束语部分对耦合腔光波导的研究工作进行了总结,讨论了其应用前景,并对今后的工作进行了总结。