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基于六角格子光子晶体波导的高效全光二极管设计
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:2016.6.1
  • 页码:064207-
  • 分类:TN252[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:南昌航空大学,江西省光电检测技术工程实验室,南昌330063
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61205119)资助的课题
  • 相关项目:基于Ginzburg-Landau方程的耗散光孤子动力学特性研究
中文摘要:

提出了一种基于六角格子光子晶体波导微腔和Fabry-Perot(FP)腔非对称耦合的全光二极管结构,它由一个包含非线性Kerr介质的高Q值微腔与一个光子晶体波导中的FP腔组成.通过有限时域差分方法对其传输特性进行了仿真,发现通过两腔的非对称耦合可以实现在特定光强度下的正向传输、反向截止的功能.在靠近微腔方向光入射时,特定强度的光可以激发非线性微腔的Kerr效应,改变了Fano腔的共振频率,从而变成透射状态.而远离微腔方向光入射,由于这个不对称的结构造成场局域的分布不对称,激发微腔Kerr效应的光强还不够,所以光不能透射.所设计的全光二极管结构具有良好的性能参数:最大透射率高和高透射比、光强阈值低和易于集成等。

英文摘要:

A high efficiency all-optical diode based on 2D hexagonal lattice photonic crystal(PC) waveguide is proposed. The structure is asymmetrically coupled by a high Q factor micro-cavity-containing nonlinear Kerr medium and a FabryPerot cavity in PC waveguide. The transmission properties are numerically investigated by finite-difference time-domain(FDTD) method. Because of interference between the two cavities, the structure can achieve the function of forward transmission and backward cut-off under a suitable light intensity. For light incidence close to the direction of microcavity, nonlinear Kerr effect of micro-cavity can be excited by a certain light intensity. Then the resonant frequency of Fano cavity will change and forward incidence becomes transmission from reflective state. But for light incidence away from the direction of micro-cavity, the field distribution is asymmetric due to the asymmetric structure, so backward incidence needs stronger incidence light to excite Kerr effect and keeps reflective state. This design of all-optical diode has many advantages, including high maximum transmittance, high transmittance contrast ratio, low power threshold,and ease of integration, and so on.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876