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宽波段波状多层膜结构偏振分束器的设计与优化
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN929.11[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]浙江大学光电信息工程学系,现代光学仪器国家重点实验室,杭州310027
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA040401)、国家自然科学基金(批准号:61275161)、中央高校基本科研业务专项资金(批准号:2014FZA5004)和浙江省自然科学基金(批准号:LY13F050001)资助的课题.
中文摘要:

本文基于二维光子晶体波状多层膜结构,提出了叠加两种不同膜厚的周期膜堆来拓宽偏振分束器有效带宽的方法。采用粒子群优化算法,建立偏振分束特性的评价函数,优化结构和薄膜厚度等参数,获得了中心波长565 nm,带宽220 nm,平均消光比大于30 dB的宽波段偏振分束器。采用时域有限差分方法分析了膜层顶角的角度敏感性和波状结构的电场分布。结果表明,两个周期膜堆组合的结构解决了禁带不连续的情况,而粒子群优化算法的使用加快了结果收敛,有效地扩展了偏振分束带宽。

英文摘要:

Based on the 2D-PC wave multilayer film structure, a method to broaden the bandwidth of polarization beam splitter is proposed, which is composed of two different thickness periodic film stacks. Combined with the evaluation function of polarization splitting characteristic, the particle swarm optimization method is employed to design the optimal structural parameters. A broadband and compact polarization beam splitter is acquired, in which the center wavelength is 565 nm and its working range has achieved 220 nm with the average extinction ratio over 30 dB. In addition, by using the finite difference time domain method, the band structure and transmission spectrum of the wave-structure multilayer film are calculated, the angle sensitivity of the structure is investigated in detail. And we also study the electromagnetic field in the wavy-structure. Simulation results prove that the structure composed of the two different thickness periodic film stacks can avoid the discontinuity of bandgap, and PSO method can accelerate the convergence of the optimization algorithm and extend the bandwidth effectively.

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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