光學(xué)器件應(yīng)用于集成光路中尺寸必須足夠小,傳統(tǒng)耦合分束方式需較長的耦合距離,尺寸不易控制在較小范圍內(nèi)。采用耦合區(qū)域增加可變介質(zhì)柱可以有效減小耦合距離,在完整的光子晶體中引入直波導(dǎo),并且在直波導(dǎo)的出射端設(shè)計成3個波導(dǎo)出射口,其中兩側(cè)出射口結(jié)構(gòu)完全相同。利用時域有限差分法分析,結(jié)果表明:通過改變直波導(dǎo)間耦合區(qū)域的介質(zhì)柱大小可實現(xiàn)控制光波功率分配的目的,從而實現(xiàn)了波導(dǎo)傳播過程的分光比。 

【文章來源】：光通信技術(shù). 2020年04期 第40-42頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

耦合分束器結(jié)構(gòu)模型

本文使用Rsoft軟件模擬二維光子晶體波導(dǎo)光路傳播，利用麥克斯韋方程組中的2個旋度方程，通過對電磁場中的電場、磁場分量在空間和時間上采取交替抽樣的方式離散化，將含有時間分量的麥克斯韋旋度方程轉(zhuǎn)化為一組差分方程，并在時間軸上逐步推進(jìn)地求解空間電磁場，從而模擬光路傳播。仿真中所用的入射光均為1.55μm通信波長，當(dāng)r2=r時，隨著r1的改變分光比（分束器光路和直波導(dǎo)的光波功率比值）的變化如圖2所示。根據(jù)此變化曲線可知，當(dāng)r2不變時，隨著r1增大分光比先變大后變小，并且當(dāng)r1=0.5r時分光比達(dá)到峰值，大約為1.55，即分束器光路光波功率是直波導(dǎo)的1.55倍；當(dāng)r1=0.6r時分光比為1，即3條光路的光波功率相等。當(dāng)r1=r時，隨著r2的改變分光比的變化趨勢如圖3所示。當(dāng)r2=0.4r時分光比最大，大約為1.6，即此時分束器光路光波功率是直波導(dǎo)的1.6倍，并且此變化趨勢和隨著r1半徑的改變分光比的變化趨勢相同。圖3 分光比隨r2變化圖

圖2 分光比隨r1變化圖從圖2和圖3可知，當(dāng)r1=0.5r、r2=0.4r時分光比達(dá)到峰值。為防止不同的r1和r2導(dǎo)致空間模場分布改變進(jìn)而影響分光比峰值，通過反復(fù)調(diào)整r1和r2大小可得折線如圖4所示。圖中黑色折線表示r1=0.5r時隨著r2大小改變得到的分光比變化折線，此時r2=0.4r分光比折線達(dá)到峰值；圖中紅色折線表示r2=0.4r時隨著r1大小改變得到的分光比變化折線，此時r1=0.5r分光比折線達(dá)到峰值。對比以上2種方式的變化結(jié)果，可以看出當(dāng)r1=0.5r、r2=0.4r時分束器光路分配到的光波功率最大，此時分光比大概為17。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：2908918