布拉格光子带隙结构的解复用器设计研究

摘要

当今,随着社会信息化程度的不断提高,人们对高速率、实时通信和便携微型化的通信要求越来越强烈.为了实现光子器件的高集成度的要求,将信号局域在亚波长尺寸内,文章采用表面等离子体波导来设计亚波长尺寸的解复用器;表面等离子体是由光的模场激发的电子的集体振荡,并在金属和介质表面传播的一种电子疏密波,它能将光局域到亚波长尺寸;文章的解复用器的横向尺寸为620 nm,远远小于工作波长1550 nm.布拉格光栅是一种光子带隙结构,在表面等离子体波导结构中利用这种光子带隙结构可以实现较高隔离度的信号解复用.同时运用(Finite-Difference Time-Domain Method,FDTD)算法对设计的表面等离子体布拉格光栅解复用器进行模拟仿真,并利用耦合模理论和光子带隙理论做相应的理论分析.结果表明,表面等离子体光栅带隙结构的解复用器具有很高的隔离度,能比其他解复用器具有更好的隔离信号串扰的能力.模拟在1550 nm波长附近的隔离度可达27,5 db.基于光子带隙结构的表面等离子体解复用器具有高集成、高隔离度、低损耗等特性,具有很好的应用前景.