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基于硅基波导偏振无关光分束器的研究被引量：2: 2019年; 本文提出一种基于硅基波导的偏振无关分束器,该器件由对称的定向耦合结构和亚波长结构组成。根据耦合模理论,在传统的定向耦合结构中,TM模的耦合强度强于TE模的耦合强度,难以实现偏振无关分束。在耦合区域增加亚波长结构,能够在增强TE模的耦合强度的同时减弱TM模的耦合强度,使得TE模和TM模的耦合强度相等。因此通过调节定向耦合结构和亚波长结构的相关参数,能够实现偏振无关分束。采用时域有限差分法(FDTD)进行仿真分析,结果表明:该器件可以实现1550nm波长的偏振无关分束,TE模的额外损耗为0.27dB,TM模的额外损耗为0.55dB,器件的耦合区域长度为5.48μm,带宽约为25nm。该器件具有尺寸小,结构简单,易于集成的优点。; 张正嫚陈鹤鸣; 关键词：FDTD 偏振无关分束器

基于二维光子晶体高Q值微波带阻滤波器被引量：1: 2021年; 为提高无线通信系统的传输质量,提出一种新型的基于二维光子晶体的微波带阻滤波器,该滤波器由线缺陷波导和AAH谐振腔组成。通过改变AAH谐振腔与主波导的距离,增加它们之间的耦合系数,从而实现1668.3μm处微波波段的滤波;基于时域有限差分法(FDTD)原理,应用Lumerical软件进行仿真计算,仿真结果表明:该滤波器性能优良,阻带中心波长为1668.3μm,阻带衰减为25.2 dB,通带插入损耗为0.2 dB,品质因数Q值为1.5×10^(4),器件尺寸小,结构简单,易于大规模集成,对于超宽带通信具有重要的应用前景。; 司阳陈希陈希; 关键词：光子晶体滤波器

基于磁光子晶体的低损耗窄带THz滤波器被引量：10: 2016年; 本文提出一种采用石榴石型铁氧体磁性材料的太赫兹滤波器,利用波导线缺陷和腔内点缺陷的耦合特性,通过改变腔内介质柱半径及分布,实现对某个波长的耦合,达到了高效率滤波的功能;改变外磁场的大小,影响铁氧体材料的磁导率变化,使谐振频率发生改变,从而对THz波进行滤波.应用平面波展开法(PWM)和时域差分有限法(FDTD)进行仿真分析,研究结果表明,该滤波器其插入损耗为0.0997 d B,3 d B带宽为8.22 GHz,实现了低损耗窄带滤波.; 滕晨晨周雯庄煜阳陈鹤鸣; 关键词：窄带

一种新型缺陷模迁移光子晶体全光开关设计被引量：18: 2011年; 提出了一种新型缺陷位移光子晶体全光开关。基质光子晶体通过在硅介质上构造三角形周期排列的空气孔形成,同时引入线缺陷和点缺陷,获得了一种具有高品质缺陷模的光子晶体点、线混合缺陷结构。在此基础上,通过点缺陷处填充克尔型非线性光学介质——有机聚合物含对甲苯磺酸取代基的聚二乙炔(PDA-PTS),调节控制光使缺陷模发生动态迁移,从而实现对信号光的通断控制。采用时域有限差分法(FDTD)进行仿真计算。分析结果表明,开关消光比大,阈值低,响应时间快。该缺陷位移光子晶体全光开关对于未来高速全光通信和光计算技术的应用具有重要学术意义。; 陈鹤鸣王国栋; 关键词：光电子学光开关光子晶体

基于波状PN结的低驱动电压电光调制器被引量：1: 2020年; 本文研究了一种基于波状PN结的低驱动电压电光调制器,该器件在光通信系统中可以获得较高的传输效率和较低的传输损耗。器件主要由光子晶体线缺陷波导和谐振腔组成。在光子晶体平板上下侧分别添加反向偏置电压,同时在波导中心区域引入谐振腔,通过在谐振腔区域添加不同浓度的掺杂,从而在线缺陷波导处形成波状PN结。根据等离子色散效应,在光子晶体两边施加反向偏置电压时会引起掺杂区硅基平板折射率的变化,从而导致光的透射率发生改变,以此达到调制的目的。采用时域有限差分法(FDTD)分析其时域稳态场强分布、模场分布和波状PN结参数对驱动电压的影响,结果表明:在驱动电压为1.04 V时,该器件可以实现中心波长为1 584.5 nm的TE模窄带宽通、断调制,且器件的消光比高达30.8 dB,插入损耗仅有0.5 dB,Q值高达1.4×10^4。; 闫飞旭陈鹤鸣; 关键词：光通信电光调制器时域有限差分法驱动电压光子晶体

基于二维光子晶体射频带通滤波器的研究被引量：2: 2020年; 为了提高无线通信系统的传输质量,提出了一种新型基于二维光子晶体射频带通滤波器,滤波器的结构由线缺陷波导和Aubry-André-Harper(AAH)谐振腔组成。通过改变AAH谐振腔与输出波导间介质柱的半径,增加它们之间的耦合系数,从而实现在1666.64μm处射频波段的滤波。仿真结果表明:该射频滤波器性能优良,通带中心波长为1666μm,透射率为0.99,通带插入损耗为0.06 dB,品质因数Q值为1×104,器件尺寸小,结构简单,易于大规模集成。; 司阳陈希陈希; 关键词：光子晶体滤波器时域有限差分法耦合模理论

光子晶体直接耦合结构双波长THz波调制器被引量：2: 2012年; THz波调制器是太赫兹波通信系统中的关键器件之一。提出了一种基于复式晶格光子晶体直接耦合结构的双波长THz波调制器。该调制器通过在一个点缺陷中引入非线性材料GaAs(砷化镓),可实现仅通过一个点缺陷对双波长THz波的光控调制。仿真结果表明:当两个不同的THz波入射时,调制器插入损耗小、消光比高、调制速率快。与同类侧耦合结构调制器相比,该调制器具有更高的消光比。; 宋丽军陈鹤鸣赵新彦汪静丽; 关键词：光子晶体双波长太赫兹波调制器

基于光子晶体可重构光分插复用器的设计被引量：2: 2013年; 可重构光分插复用器(ROADM)可实现光网络的动态重构,是光网络的重要器件。设计了一种基于二维光子晶体的可重构光分插复用器。该分插复用器采用点、线缺陷结构,在点缺陷中填充非线性介质,不同大小的点缺陷放置在线缺陷侧面的相应位置。根据耦合模理论,当没有外界激励光时,入射光波与点缺陷发生耦合;当有外界激励光时,入射光波与点缺陷不发生耦合,实现波长重构。仿真结果表明:当信道间隔为20nm时,该器件具有体积小、上/下载效率高、消光比高、响应时间快等优点。; 徐林陈鹤鸣; 关键词：光子晶体可重构分插复用器聚苯胺时域有限差分法

Effect of single point defects on the confinement losses of air-guiding photonic bandgap fibers: 2012年; The confinement losses in air-guiding photonic bandgap fibers （PBGFs） with air hole missing are studied with the full-vector finite-element method. It is confirmed that there are two loss peaks （1.555 and 1.598 μm） if there is a hole missing in the cladding far from the core. The closer to the core the hole missing is, the larger the confinement losses are, and even no mode could propagate in the core. The main power of the fundamental mode leaks from the core to the cladding defect. The quality of PBGFs can be improved through controlling the number and position of defects.; 施伟华赵岩钱礼国陈鹤鸣

复式晶格红外光子晶体光纤的设计与性能分析被引量：2: 2015年; 提出一种基于复式三角晶格的红外光子晶体光纤,该光纤采用具有优良透过特性的Ge30Sb8Se62硫系玻璃作为基底材料,由圆形与方形两种介质柱组成晶格,两者按横、纵向上错位相间嵌套排列,每个介质柱与相邻介质柱的夹角都成60°。文章采用平面波展开法和有限元法分析了不同结构下该光纤的光子带隙和限制损耗特性,通过优化光纤的结构参数,获得了10.6μm处大带隙、低损耗的光子晶体光纤。; 周弋陈鹤鸣; 关键词：光子晶体光纤光子带隙低损耗硫系玻璃

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国家自然科学基金(61077084)

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