电控光子晶体波导分束器的性能研究

摘要

随着3G网络的大规模应用，用户对高速率接入网的需求与日俱增。目前实现接入网带宽提速最有效、最直接的办法就是光纤接入(即FTTH)，而分束器是FTTH系统中极其重要的功能器件。光子晶体作为一种新型材料，凭借其高效的导光性能以及微耗传输性能，被广泛用于制作光分束器、波分复用或解复用器等。
　　本文首先分析光波在光子晶体中的传导机理，提出了基于三角晶格的Y型1×4光子晶体分束器，此分束器由三个60°夹角的Y型波导级联而成。应用平面波法与时域有限差分法分析了分支处介质柱半径不同时，光信号在光子晶体分束器中的传输特性。然后对光子晶体分束器的结构进行了优化，在此基础上分别设计了均匀分光以及不均匀分光的光子晶体分束器。其次研究了光子晶体实现光开关的原理，并通过在光子晶体内引入四个点缺陷形成四个“开关”，设计了电控光子晶体分束器。通过在点缺陷中填充Phenylacetylene液晶材料，分析点缺陷对电控分束器性能产生的影响，从而确定最佳的点缺陷参数。然后根据缺陷模迁移原理，分别实现均分型以及不均分型光子晶体分束器的10种“通断”控制组合:1111，0111，1011，0011，0101，0110，1001，0001，0010，0000.仿真结果表明:对于这两种分束器，对其进行“通断”控制都是可行的，且效果显著，当开关对通道为“断”的作用时，通道的输出能量值低至10-4，几乎为零；当起“通”作用时，最低损耗为0.08dB。最后结合光子晶体分路技术与光子晶体开关技术，探讨了此电控光子晶体分束器在FTTH和CATV中的应用前景。

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第一章 绪论

1.1 光分束器技术简介及研究进展?

1.2 光子晶体分束器简介?

1.3 光开关简介及研究进展?

1.4? 光子晶体数值分析方法?

1.5? 论文的研究重点和安排?

第二章 平面波法与时域有限差分法理论

2.1? 平面波展开法（PWM）理论?

2.2? 时域有限差分法（FDTD）基本理论?

2.3 小结?

第三章 光子晶体分束器的设计

3.1? 光子晶体分束器原理?

3.2 光子晶体分束器结构设计?

3.3 光子晶体分束器的优化设计与性能分析?

3.4 本章小结?

第四章 电控光子晶体分束器性能分析

4.1 光子晶体光开关的原理与性能指标?

4.2? 电控光子晶体分束器的结构设计?

4.3 电控光子晶体分束器的性能分析?

4.4? 小结?

第五章 电控光子晶体分束器在光通信中的应用

5.1 电控光子晶体分束器在 FTTH 中的应用

5.2 不同分路比的电控光子晶体分束器在 CATV 中的应用

结束语

致谢

参考文献

作者攻读学位期间发表的学术论文?