导读:本文包含了光子晶体滤波器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光子晶体,滤波器,共振耦合,缺陷模
光子晶体滤波器论文文献综述
张通[1]（2019）在《高效多功能光子晶体滤波器的设计研究》一文中研究指出光子晶体由Yablonovitch和John于1987年首次提出,是指由两种及以上介电常数不同的介质经过周期性排列构成的电介质材料。光子晶体具有的最重要的两个特征为“光子带隙”和“光子局域”,根据这两个特征,在光子晶体禁带频率范围内引入点缺陷和线缺陷构建出微腔、环形腔和波导,通过耦合设计出集成度高、尺寸小、损耗低的光子晶体光学器件。本论文利用波导与微腔的耦合,设计出光信号输出效率高,并且具有滤波、单向传输功能的光子晶体滤波器。本论文采用二维正方晶格光子晶体结构,利用COMSOL Multiphysics有限元软件对光子晶体滤波器结构进行设计仿真,并绘制滤波器的滤波输出效率分布图。首先,设计了一种新型的光子晶体波分复用器。通过波导与四个不同参数的微腔进行耦合,实现了1530 nm、1555 nm、1580 nm和1605 nm四波长的波分解复用功能。结果表明,该器件仅通过调节微腔介质柱半径就可实现四个波长平均透射率约为93%的高效输出,适用波长间距短、器件尺寸小,在光通信中具有潜在的应用价值。其次,基于光子晶体中缺陷模与波导模的对称匹配性设计研究了一种新型光子晶体单向传输结构,该结构由一个包含椭圆介质柱的点缺陷、一个通过移除一排介质柱形成的单模波导及一个通过移除一排介质柱后并将其邻近的两排介质柱往外移动形成的多模波导组成。其中,点缺陷态包含四个不同的本征频率及其对应的四种模场对称性。结构中采用点缺陷模与波导模之间的对称匹配性,就可以实现频率为0.4171 c/ɑ对称/反对称光信号的透射率均大于90%的单向传输。这种结构可以应用在实现光信号单向传输的器件,例如光二极管。最后,在已设计的光子晶体单向传输结构的基础上,在结构中添加一个单模波导,同样的根据点缺陷模与波导模之间的对称匹配性,可以实现点缺陷两本征频率0.4332 c/ɑ,0.4380 c/ɑ分别从某一个单模波导滤波输出并且透射率分别为84%,96%。(本文来源于《吉首大学》期刊2019-06-01）
梅晨,陈鹤鸣[2]（2019）在《基于掺Bi复合稀土铁石榴石光子晶体滤波器》一文中研究指出为将磁性介质引入到光子晶体滤波器中,提高滤波器性能,提出一种新型二维正方晶格光子晶体滤波器,该滤波器由线缺陷波导和环形谐振腔组成,环形谐振腔由4层掺Bi复合稀土铁石榴石(TbYbBiIG)介质柱形成,通过外加磁场改变环形腔介质柱的磁导率来改变谐振腔介质柱的折射率,使谐振腔的谐振频率发生改变,从而实现1. 55μm波段滤波。基于时域有限差分法(FDTD)的原理,应用Lumerical软件进行仿真分析,结果表明:该滤波器性能优良,插入损耗为0. 46dB,3dB带宽为11. 46GHz。(本文来源于《光通信技术》期刊2019年06期）
吴立恒,王明红[3]（2019）在《谐振腔侧边1×5介质柱调谐光子晶体滤波器》一文中研究指出在正方格二维光子晶体结构中设计了基于可调谐谐振腔的带通滤波器,通过改变1×5谐振腔侧边调谐介质柱位置调节谐振腔与波导系统工作时传输的波段,用CMT理论分析了输入端耦合衰减率及输入端失谐因子对滤波器的影响。借助FDTD方法得到了滤波器波长传输谱,结果表明:当滤波器结构工作于1320～1810nm波长段时,输出端38个通帯的-3dB带宽Δλ范围为4.18～11.15nm,通带峰值波长可调宽度为186.56nm。该微型滤波器适于光电通信粗波分解复用WDDM系统设计和光集成设计等方面。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2019年01期）
吴立恒,王明红[4]（2018）在《基于微谐振器的光子晶体滤波器工作特性》一文中研究指出为设计性能优异的大调谐带宽的滤波器,在二维光子晶体结构中,利用波导与微型谐振器不同耦合结构设计了带有两类微型谐振腔的4种滤波器,借助于耦合模理论(CMT)定性分析了相位失谐因子、耦合因子比值改变对滤波器工作性能产生的影响。调节5×5微型谐振器的柱半径大小,用时域有限差分法(FDTD)方法研究了滤波器传输谱特性,结果表明:3种对称结构提取的各个峰值波长具有归一化传输率高(85.3%~99.9%)、通带宽度窄(1.8~5.6 nm)、提取峰值波长调谐范围宽(1308.0~1582.3 nm)的特性。与非对称结构滤波器相比较,对称结构滤波器的提取峰值波长具有更高的归一化传输率,其结构在光学信号提取接口、光传感、光互联网络设计上有潜在的利用价值。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年02期）
李岩岩[5]（2017）在《太赫兹二维光子晶体滤波器的研究》一文中研究指出太赫兹(Terahertz,THz)因具有低能性、相干性、穿透性等优点在医学技术、信息与通信和国防安全等应用领域得到了飞速的发展,太赫兹滤波器在这些应用领域中占据着不可取代的位置。光子晶体滤波器的滤波性能可通过在光子晶体中引入不同的缺陷或杂质得到改进优化,因此设计可用于太赫兹大气通信Ⅰ窗口的二维光子晶体滤波器,在太赫兹通信中具有一定的实际应用价值和意义。首先,采用平面波展开法与有限元法对TE和TM模式下二维光子晶体的能带结构进行理论分析,分别得出了求解能带结构的本征方程和线性方程组。随后依据两种方法求解方程组的快慢选择了求解速度快的平面波展开法分析蜂窝型、正方型、叁角型叁种晶格结构的二维光子晶体的带隙特性,并据此选择了正方晶格结构;之后根据太赫兹大气通信Ⅰ窗口的频率范围,确定了正方晶格结构的二维光子晶体的尺寸。其次,对直接耦合及侧边耦合方式的光子晶体滤波器滤波理论进行分析,得出其滤波特性。同时,据此选择了具有带通特性的直接耦合方式。将缺陷和杂质引入正方二维光子晶体中,设计出了中心频率为338GHz的工作于太赫兹大气通信Ⅰ窗口的基于圆柱形点缺陷的太赫兹二维光子晶体带通滤波器。该滤波器的工作带宽为70.72GHz,S_(11)小于-12.42dB,插入损耗小于0.39dB,带内纹波为0.2dB,边带陡峭,可有效地用于太赫兹大气通信领域。然后,为了展宽滤波器的工作带宽,对圆柱形点缺陷结构进行改进,设计了改进型的圆柱形点缺陷的太赫兹二维光子晶体滤波器。通过对器件结构参数的优化,使其工作带宽增加到74.21GHz,插入损耗降至0.35dB,可较好地应用于太赫兹大气无线通信系统中。最后,为了更进一步拓宽滤波器的带宽以更好地覆盖太赫兹大气通信Ⅰ窗口的频率范围,设计了空心圆柱形点缺陷的太赫兹二维光子晶体滤波器。通过分析结构参数与滤波性能之间的关系,优化结构尺寸,使其工作带宽展宽至75.32GHz,其通带平坦,矩形系数良好,表现出了良好的频率响应。综上所述,本文所设计的太赫兹二维光子晶体滤波器的滤波性能良好,可有效地用于太赫兹大气通信Ⅰ窗口的通信系统中。(本文来源于《重庆邮电大学》期刊2017-04-10）
李阳[6]（2016）在《可调谐光子晶体滤波器》一文中研究指出光子晶体作为一种新型光学材料,它是一种介电常数在空间呈周期性排布的新型微结构材料,光子晶体由于具有独特的光子带隙结构而被称为光半导体。同时,由于其具备的两大标志性物理特性:光子带隙与光子局域特性,光子晶体可以实现对电磁波调制与滤波的目的。人们通过人为的引入缺陷态,打破其原有的周期晶格结构,可以实现一些预期的目标,如本文中应用到的一个窄带的滤波特性,其功能犹如一个“滤波器”。并且随着现在制备工艺水平的大幅度提高,光子晶体波导、光子晶体微腔、光子晶体光纤等已经广泛的应用在了全光信息处理领域。同时,由于其具有灵敏度高、损耗低、反应迅速等特点,使得光子晶体在生物传感领域获得占据一席之地的机会。近些年来,可调谐的光学材料得到了越来越广泛的关注与研究,一些纳米级、容易制备和集成、应用范围广的材料很受科研工作们的欢迎。基于以上基础,本文对基于砷化镓(GaAS)的二维光子晶体滤波器的光谱特性进行了分析研究,对其在生物传感领域应用的可能性做了深入探究。首先,介绍了光子晶体的基本概念,对光子晶体的主要特性进行了分析,对其加工制备方法进行了调查研究。其次,以麦克斯韦方程组、色散与群速为基础,对光子晶体的两大常用分析计算方法进行了学习与分析。然后,分析计算了基于砷化镓(GaAs)介质的两种缺陷态的二维光子晶体滤波器的光谱特性,对光子晶体的物理特性有了更深入的诠释。最后,在可调谐概念的基础上,研究了两种可以对光子晶体波导结构滤波器调谐的方式,为其在生物传感领域的应用探索理论可行性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-10-25）
倪品品[7]（2016）在《光子晶体滤波器的研究》一文中研究指出随着现代社会信息化的飞速发展,传统电子通信的频带资源紧张、电磁环境恶劣等问题日益突出,已经无法满足现代通信的需求。光子晶体的概念被提出后,迅速受到科学工作者的青睐,因为光子晶体器件具有集成度高、抗干扰等优势,不但解决了电子通信面临的瓶颈,而且开辟了全新的光通信领域。本文以光子晶体滤波器为课题,研究设计了二维光子晶体四通道滤波器,对光子晶体理论及其基本特性、光子晶体器件及其性能参数进行了详细的分析研究。首先,本文对光子晶体滤波器的发展历史,以及国内外研究现状进行了总结,并且对光子晶体的概念、基本特性、应用领域和制备工艺进行了细致的描述,为后文的分析研究提供了坚实的基础。其次,研究了光子晶体的数值分析方法,包括平面波展开法、时域有限差分法和传输矩阵法。针对二维无缺陷光子晶体,分析了其产生光子禁带的叁个影响因素,表明光子晶体的晶格排布、缺陷介质柱半径和折射率都会对无缺陷光子晶体的能带分布产生明显影响。在完整光子晶体中分别引入点缺陷、线缺陷和环形缺陷,依次分析了点缺陷微腔的谐振曲线与缺陷介质柱半径的关系、线缺陷波导的透射谱及其传输特性、环形谐振腔的谐振特性。最后,以二维光子晶体滤波器为设计对象,基于对光子晶体点微腔和环形腔耦合选频特性的分析,通过优化设计器件布局、设置器件参数,不仅使二维光子晶体四通道滤波器具有较高的耦合效率,而且实现了窄带滤波。并且,本文采用一个环形腔搭配两个微腔的结构形式,有效利用了环形腔多模的特性,显着减小了器件的物理尺寸。(本文来源于《北方工业大学》期刊2016-05-25）
刘杰,铁生年,卢辉东[8]（2016）在《多信道二维光子晶体滤波器》一文中研究指出根据光波模在光子晶体线缺陷波导和环形谐振腔之间的耦合原理,在二维叁角晶格光子晶体中设计了一款由线缺陷主波导、环形谐振腔、60°弯下载波导组成的多信道下载滤波器。利用平面波展开方法计算了完整光子晶体及线缺陷波导的能带结构;基于时域有限差分方法计算了各目标频率光信号在器件中的传输特性,分析了影响器件耦合效率的因素并对其进行了改进。分析表明:通过改变环形谐振腔内介质柱的半径可以调节光子晶体环形谐振腔的谐振频率,而改变线缺陷主波导与环形谐振腔之间耦合区域中介质柱的形状以及将直下载波导改换成60°弯下载波导可以提高线缺陷主波导、60°弯波导与环形谐振腔之间的耦合效率。计算结果显示:优化后的多信道二维光子晶体滤波器具备优良的选频功能,各目标频率光信号的透射率均达90%以上。与传统半导体介质材料器件相比,该器件体积较小,结构简单,易于大规模集成,很有应用前景。(本文来源于《光学精密工程》期刊2016年05期）
温建华[9]（2016）在《空气缺陷镜像对称光子晶体滤波器研究》一文中研究指出光子晶体可以对光波选择性传输,且具有体积小,光损耗低、易集成等优点,使其在微波、光通信、太阳能电池等多个领域得到了广泛的应用。其中光子晶体滤波器可以筛选出特定波长的光波,在光通信领域具有很好的应用前景,特别是在密集波分复用(DWDM)系统中可对通道波长进行检测。在一维光子晶体中引入由液晶、铌酸锂(LiNbO3)、锗酸铋(BGO)等材料组成的缺陷层,通过磁光、电光、热光、声光等效应改变介质层材料的折射率对缺陷模波长进行调谐,可以实现调谐滤波;但是这种引入缺陷介质的调谐滤波具有一定的局限性,如调谐可控性差,透射率低、半高宽不稳定、光损耗大;与这些光子晶体结构相比较,利用一维二元镜像对称光子晶体也可以实现滤波,且不含第叁种介质材料构成的缺陷层,可以减小对光波的吸收;引入空气缺陷层可以采用超微机械技术对其厚度进行精细调谐,从而实现可调谐滤波;基于此,本文提出利用空气缺陷和一维镜像对称光子晶体实现光通信波段的单通道、双通道可调谐滤波的结构。主要研究内容总结如下:(1)基于光波在光子晶体的传播理论,推导了光波在多层介质的光学传输矩阵,并进一步推导了一维非对称和对称光子晶体的光学传输矩阵;最后导出了光波在叁种光子晶体结构中传播时反射率和透射率的表达式。(2)设计了一种含空气缺陷镜像对称结构(H/L)N/D/(L/H)N,调整结构参数,对其能带特性进行数值模拟;光子禁带范围为1220nm-2100nm,且在1547.73nm处出现一个透射峰,可用于光通信C波段的单通道滤波。分别研究了空气层厚度、入射角度、温度、折射率等参数对其滤波性能的影响。结果表明:通过改变空气层厚度、温度可实现半高宽稳定、透射率高、线性调谐滤波;入射角度可实现光通信O、E、S、C波段的非线性调谐单通道滤波;介质层厚度的相互弥补,可以实现相同的滤波效果。(3)提出一种含空气缺陷复合镜像对称结构(H/L)N/D/(A/D/A)M/D/(L/H)N,选取结构参数,对其透射特性进行数值模拟;分别在1528.98nm、1564.74nm处出现一个透射峰,可用作光通信S、C波段的双通道滤波。研究发现:利用对厚度调谐可以实现线性调谐的双通道滤波;入射角度的增大使得两透射峰的位置蓝移,入射角度的改变会导致TE、TM两种模式波发生分离,角度调谐可用于偏振光的双通道滤波;同时通过改变折射率、介质层厚度、温度均可以实现调谐滤波。周期数M的改变使得通道数改变,通道数目为M+1,可实现近红外波段的多通道滤波。(本文来源于《太原理工大学》期刊2016-05-01）
蒙成举[10]（2016）在《液晶对双通道光子晶体滤波器的调制》一文中研究指出利用向列相液晶材料的热光效应,引入光子晶体缺陷中,构造双通道光子晶体滤波器模型PC|LC|A|LC|PC,并研究液晶材料温度对双通道滤波器的调制作用。结果表明,当引入液晶单缺陷时,禁带中出现一条窄带缺陷模,其透射率约为20.7%;当引入液晶双缺陷时,禁带中出现两条窄带缺陷模,两条缺陷模的透射率最高分别达到99.4%和99.6%,可实现双通道滤波功能;在不超过液晶相的临界温度范围内,滤波器的滤波通道位置随着液晶材料温度的增大向短波方向移动,左则通道的滤波带宽略有变宽的趋势,但右侧通道的滤波带宽几乎不受温度变化的影响。研究结果为频率可调的双通道光子晶体滤波器的实际设计提供理论指导意义。(本文来源于《河池学院学报》期刊2016年02期）
光子晶体滤波器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为将磁性介质引入到光子晶体滤波器中,提高滤波器性能,提出一种新型二维正方晶格光子晶体滤波器,该滤波器由线缺陷波导和环形谐振腔组成,环形谐振腔由4层掺Bi复合稀土铁石榴石(TbYbBiIG)介质柱形成,通过外加磁场改变环形腔介质柱的磁导率来改变谐振腔介质柱的折射率,使谐振腔的谐振频率发生改变,从而实现1. 55μm波段滤波。基于时域有限差分法(FDTD)的原理,应用Lumerical软件进行仿真分析,结果表明:该滤波器性能优良,插入损耗为0. 46dB,3dB带宽为11. 46GHz。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光子晶体滤波器论文参考文献
[1].张通.高效多功能光子晶体滤波器的设计研究[D].吉首大学.2019
[2].梅晨,陈鹤鸣.基于掺Bi复合稀土铁石榴石光子晶体滤波器[J].光通信技术.2019
[3].吴立恒,王明红.谐振腔侧边1×5介质柱调谐光子晶体滤波器[J].强激光与粒子束.2019
[4].吴立恒,王明红.基于微谐振器的光子晶体滤波器工作特性[J].激光与光电子学进展.2018
[5].李岩岩.太赫兹二维光子晶体滤波器的研究[D].重庆邮电大学.2017
[6].李阳.可调谐光子晶体滤波器[D].大连理工大学.2016
[7].倪品品.光子晶体滤波器的研究[D].北方工业大学.2016
[8].刘杰,铁生年,卢辉东.多信道二维光子晶体滤波器[J].光学精密工程.2016
[9].温建华.空气缺陷镜像对称光子晶体滤波器研究[D].太原理工大学.2016
[10].蒙成举.液晶对双通道光子晶体滤波器的调制[J].河池学院学报.2016