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基于光子晶体的滤波器设计摘要光子晶体是一种介质常数在空间周期性变化的结构,由于这种介质结构中存在光子禁带,所以处于禁带波段的电磁波不能在其中传播。由于基于光子晶体的光通信器件结构的紧凑性,以及在未来光集成芯片和全光通信网络中具有巨大的应用前景,相关研究已引起广泛关注并成为目前光通信领域研究的前沿。光滤波器在波分复用光通信系统中是处理特定信道或者多个信道信号的关键器件,所以基于光子晶体结构的光滤波器设计也成为重要的研究方面。论文针对光子晶体波导光栅滤波器设计进行了深入的理论分析和仿真试验。论文主要工作如下:论文分析了光子晶体波导和光子晶体波导光栅传输特性,通过对光子晶体波导光栅取样,设计提出了光子晶体波导取样光栅理论模型。应用耦合模理论结合传输矩阵法,理论计算出了光子晶体波导取样光栅的反射谱,并应用时域有限差分方法对计算结果进行了验证。计算结果表明在光子晶体波导取样光栅的反射谱中存在多个反射峰,且反射峰幅度均大于%,并且等波长间隔分布于光子晶体禁带中。通过合理设计光子晶体波导取样光栅的几何参数,基于光子晶体波导取样光栅设计的滤波器可以作为多信道滤波器应用于信道间隔,信道带宽的密集光波分复用系统中。论文通过在光子晶体波导光栅中引入相移结构,设计提出了相移光子晶体波导光栅理论模型。应用耦合模理论结合传输矩阵法,理论计算出了单相移光子晶体波导光栅和多相移光子晶体波导光栅的传输谱,并应用时域有限差分方法对计算结果进行了验证。分析结果表明合理设计相移的大小和相移结构的位置,多相移光子晶体波导光栅拥有平坦的矩形传输谱和陡峭的滚降比。通过合理设计多相移光子晶体波导光栅的几何参数,基于该结构设计的滤波器可以作为解复用器应用于信道间隔,信道带宽拿芗獠ǚ指从孟低持小关键字:光子晶体、光子晶体波导、光子晶体波导光栅、光滤波器、耦合北京邮电大学硕士论文模理论、传递矩阵法、取样、相移
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蒋、起日期::甀‘日期:。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人签名:学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑保密论文注释:本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。导师签名:北京邮电大学硕士论文
第一章绪论引言北京邮电大学硕士论文市场对传输速率和通信容量需求的不断增加极大地刺激了光纤通信技术的发展。如何研制开发提高通信容量的关键技术和器件成为国际上的发展趋势。就光纤传输系统而言,其单信道传输速率得到不断地提高。ⅰ⒆韵辔坏髦啤⒔叉相位调制、四波混频效应,以及与偏振态【肯喙氐钠衲Iⅰ⑵裣喙厮耗等效应的影响。尽管光纤带宽的利用率得到大大提高,但全光网络技术仍然停滞在一个较低限于信息传输,更重要的信息处理夥肿榈慕换弧⒙酚傻依然采用电子技术实现,光”智能”还远没有达到电”智能”的水平。”以光予的形式处理信息”不仅是人类追求的技术梦想,也是未来社会发展的现实需求【。工程技术上的重大突破往往来源于新材料、新器件的诞生,信息技术的发展也是如此。新材料一直是人们研究的热点,上世纪半导体材料的发现导致了一场轰轰烈烈的电子工业革命,我们的科技和生活水平有了一个突飞猛进的跨越,并藉此进入了以计算机和信息高速公路为标志的信息时代。信息业的梦想之一,是利用光予替代电子传递更大容量的信息,这是因为光子有着电子所不具备的优势:速度快,彼此间不存在相互作用。一旦实现这点,信息的传输速度将快得无法想象。我们虽然已经利用光纤进行信息的传输,但是信息从光纤的输入和输出依靠的仍然是传统的电子器件,这大大限制了传输效率。最近光子晶体的出现可能