光子晶体平面波导与脊波导高效耦合技术的研究

摘要

利用一维变周期谐振腔阵列和非线性缓变边界,可以实现光波从脊波导到光子晶体平面波导(PCW)的高效耦合.基于平面波展开法(PWE)和时域有限差分法(FDTD),深入分析和讨论了普通脊波导、2D-PCW结构和本征模以及工作模式、缓变边界形状等对耦合效率的影响,从而得出光波从脊波导到2D-PCW、再返回脊波导的统一图景.指出考虑模式转换和采用缓变边界条件可以极大提高PCW与脊波导间的耦合效率.对PC-PW边界采用线性和非线性缓变结构进行了仿真,讨论了边界缓变程度对耦合效率的影响.结果表明,采用模式耦合和PC-PW余弦缓变边界时的耦合效率在较宽的带宽内超过了95%.