一种新型无色散慢光光子晶体薄板波导-物理学报.PDF

第卷第期 年月 ５９ ４ ２０１０ ４ 物　 理　 学　 报 Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．４，Ａｐｒｉｌ，２０１０ １０００３２９０／ ２０１０／ ５９ ０４ ／２　８２００７ （） ＡＣＴＡ ＰＨＹＳＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ ２０１０ Ｃｈｉｎ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．  一种新型无色散慢光光子晶体薄板波导 １ ２  １ １ ）） ） ） 沈宏君 田慧平 纪越峰　 　 ）（北京邮电大学信息光子学与光通信教育部重点实验室，北京 ） １ 　 １００８７６ ２）（宁夏大学物理电子信息学院，银川　 ７５００２１） （２００９ 年６ 月１８ 日收到；２００９ 年７ 月１６ 日收到修改稿） 　 　 利用椭圆形孔替代传统光子晶体薄板波导中邻接波导的最内层两排圆孔构成一种新型低损耗光子晶体薄板 光波导该波导的群速度和群速度色散特性强烈依赖于波导中这两排邻接波导的椭圆孔的特性借助波导导模展． ． 开方法，计算得到波导的能带结构和群指数，并分析了它们与椭圆孔的参数关系．通过优化这些椭圆孔的参数，可 以增加光子晶体光波导导模在光锥以下的无固有传输损耗带宽，在２—４５ ｎｍ 的带宽上实现无色散的常数群速 度这些理论结果将为低损耗低色散慢光波导的设计制造提供理论基础． ． 关键词：光子晶体薄板波导，群速度，群指数，群速度色散 ＰＡＣＣ：７８２０Ｐ，４２８２，４２８０Ｌ 速度在波导中传播，这将严重恶化光信号的形状． １ 引 言 为了改进波导慢光群速度色散特性，人们提出了许 ［８］ 多方法，例如利用环形孔，改变波导宽度或波导 ［］ ［ ］ 光子晶体光波导较传统意义上的波导有许多 ９ １０ 形状，利用类似锥形孔，同时优化邻接波导的 ［—］ １ ４ ［１１］ 优点 ，其中最显著之一是光子晶体光波导的慢 两排内层圆孔等这些方法中有些存在着制造困． 光特性．利用光子晶体光波导可获得极低的群速 难问题，有些会造成传输损耗增加本文将传统光． 度，更容易实现光波的调制等． 光子晶体中的慢光 子晶体光波导的内层邻接波导的两排圆孔用椭圆 是光子晶体强结构色散的结果，是通过导模与周期 形孔替代，从而可以形成一种结构简单易于制造的 ［５］ 性晶格之间的共振作用而形成的．慢光有很多潜 光子晶体波导由于椭圆孔的引入打破了原来三角． 在的应用，包括光缓存、数据同步、光存储和光信号 格子圆孔结构的对称性，使得波导中不同方向上传 处理等实验研究和实验观察表明，光子晶体结构． 播的本征电磁波间的共振不再发生，这样可以