留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

级联光子晶体Mach-Zehnder干涉仪的可调谐滤波特性

陈卫东 于娜 陈颖 申远 王文跃

陈卫东, 于娜, 陈颖, 申远, 王文跃. 级联光子晶体Mach-Zehnder干涉仪的可调谐滤波特性[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4023-4027.
引用本文: 陈卫东, 于娜, 陈颖, 申远, 王文跃. 级联光子晶体Mach-Zehnder干涉仪的可调谐滤波特性[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4023-4027.
Chen Weidong, Yu Na, Chen Ying, Shen Yuan, Wang Wenyue. Tunable filtering characteristics of cascaded photonic crystal Mach-Zehnder interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 4023-4027.
Citation: Chen Weidong, Yu Na, Chen Ying, Shen Yuan, Wang Wenyue. Tunable filtering characteristics of cascaded photonic crystal Mach-Zehnder interferometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 4023-4027.

级联光子晶体Mach-Zehnder干涉仪的可调谐滤波特性

基金项目: 

国家自然科学基金(61201112,61172044);河北省自然科学基金(F2013203250,F2012203169);河北省普通高等学校青年拨尖人才计划(BJ2014056);燕山大学青年教师自主研究计划(14LGA013)

详细信息
    作者简介:

    陈卫东(1971-),男,教授,硕士生导师,博士,主要从事移动机器人智能控制和光子晶体传感器件方面的研究。Email:wdchen@ysu.edu.cn

  • 中图分类号: TN713+.91

Tunable filtering characteristics of cascaded photonic crystal Mach-Zehnder interferometer

  • 摘要: 基于液晶的电控双折射特性和光子晶体自准直特性,在二维光子晶体引入复合缺陷提出一种可调谐Mach-Zehnder 干涉(MZI)滤波器结构,应用液晶系统的自由能理论,推导了外加电压与液晶有效折射率的关系,并结合MZI 相位调制原理和光子晶体等效折射率理论,得到液晶的电控双折射特性与MZI 滤波器的输出光谱间的数学关系,运用时域有限差分法(FDTD)对滤波器的输出进行仿真模拟,并根据仿真结果对结构进行一级级联的优化设计。结果表明:通过控制外加电压的大小可以改变输出端的透射波长,达到可调谐滤波的效果,并且一级级联后的滤波效果比级联前有很大的改善,滤波的半波带宽从20 nm 减小为7 nm,可调谐范围从15 nm 增大为40 nm,因此可以通过进一步级联的方式使滤波器结构更加的优化,以便运用到光波分复用系统中。
  • [1] Hung Huichuan, Wu Chienjang, Yang Tzongjer, et al. Tunable multichannel filter in a photonic crystal containing semiconductor photonic quantum well [J]. IEEE Photonics Journal, 2012, 4(1): 283-290.
    [2]
    [3]
    [4] Electro-optical tunable filter with symmetric generalized fibonacci photonic crystal [J]. Acta Photonica Sinica, 2011, 40(11): 1723-1727.
    [5] Su An. Photonic crystal quantum well with function of multi-channel photonic filter and amplifying[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(3): 727-732. (in Chinese)
    [6]
    [7] Cos J, Ferre-Borrull J, Pallares J, et al. Tunable Fabry-Perot filter based on one-dimensional photonic crystals with liquid crystal components [J]. Optics Communication, 2009, 282: 1220-1225.
    [8]
    [9] Li Wenchao, Liu Zhengjun, Zhao Hongdong, et al. Design and characteristics of two-dimensional photonic crystal micro-cavity based on tunable defect refractive index [J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(2): 330-334. (in Chinese)
    [10]
    [11] Robinson S, Nakkeeran R. Investigation on two dimensional photonic crystal resonant cavity based bandpass filter [J]. Optik, 2012, 123: 451-457.
    [12]
    [13]
    [14] Liu Weijia, Tian Huiping, Ji Yuefeng, et al. Optical single sideband modulation of 60-GHz radio over fiber (ROF) system using ultra compact photonic crystal ring-shaped channel drop filer [J]. Optics Laser Technology, 2013, 49: 6-12.
    [15]
    [16] Feng Shuai, Wang Yiquan. Tunable multichannel drop filters based on the two-dimensional photonic crystal with oval defects [J]. Optik, 2012, 123: 688-691.
    [17] Sun Guilin, Kirk A G. On the relationship between Bloch modes and phase-related refractive index of photonic crystals[J]. Optics Express, 2007, 15(20): 13149-113154.
  • [1] 常兵涛, 陈传法, 郭娇娇, 武慧明.  机载LiDAR点云分块插值滤波 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200369-1-20200369-9. doi: 10.3788/IRLA20200369
    [2] 王波, 黄育飞, 苏安, 高英俊.  两端对称复缺陷对光子晶体透射特性的激活效应 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20200356-1-20200356-6. doi: 10.3788/IRLA20200356
    [3] 蒙成举, 韦吉爵, 苏安, 潘继环, 高英俊.  双通道光子晶体滤波器的电控调制研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200222-20200222. doi: 10.3788/IRLA20200222
    [4] 郭弘扬, 杜升平, 黄永梅, 付承毓.  液晶空间光调制器过驱动方法的FPGA实现 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 722002-0722002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0722002
    [5] 许艺腾, 李国元, 邱春霞, 薛玉彩.  基于地形相关和最小二乘曲线拟合的单光子激光数据处理技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205004-1205004(10). doi: 10.3788/IRLA201948.1205004
    [6] 潘继环, 苏安, 赵宏斌, 韦永相, 高英俊.  对称双缺陷对光子晶体光传输特性的调制 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 152-157. doi: 10.3788/IRLA201948.S121001
    [7] 汪相如, 周庄奇.  液晶光学相控阵在高功率激光应用中的研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 103006-0103006(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0103006
    [8] 潘继环, 苏安, 吕琳诗, 农慧霞, 韦爱珍, 钟发辉, 韦宇森, 高英俊.  四元异质结构光子晶体的可调通道滤波功能 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 110-114. doi: 10.3788/IRLA201746.S121001
    [9] 毛红敏, 马锡英, 王晓丹, 徐国定.  多通道可调谐1.55μm光子晶体滤波器 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 620002-0620002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0620002
    [10] 苏安, 王高峰, 蒙成举, 唐秀福, 高英俊.  光子晶体二元缺陷微腔的光传输特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 620004-0620004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0620004
    [11] 贺晓娴, 汪相如, 李曼, 胡明刚, 柳建龙, 邱琪.  液晶中波红外光学相控阵关键技术研究进展 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 830003-0830003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0830003
    [12] 苏安, 欧阳志平, 王高峰, 罗家昌, 徐德胜, 高英俊.  二元级联结构光子晶体的全向反射镜功能 . 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 84-89. doi: 10.3788/IRLA201645.S221001
    [13] 韦吉爵, 苏安, 唐秀福, 高英俊, 梁祖彬, 陈颖川.  缺陷对一维光子晶体滤波性能的调制 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 168-172.
    [14] 佟庆, 荣幸, 张新宇, 桑红石, 谢长生.  用于测量和调控入射光偏振态的大面积阵列液晶器件 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 474-478.
    [15] 孔悦, 徐熙平, 倪小龙.  基于GPU 的液晶大气湍流模拟器的波面生成计算 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3061-3065.
    [16] 陈颖, 王文跃, 范卉青, 卢波.  异质结构光子晶体微腔实现多通道可调谐滤波 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3399-3403.
    [17] 李文胜, 张琴, 黄海铭, 付艳华.  采用含掺杂半导体光子晶体的太赫兹梳状滤波器 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1869-1872.
    [18] 乌日娜, 李勇, 闫彬, 岱钦, 于涛, 徐送宁.  液晶分子取向对一维光学多层膜光子晶体透射谱的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 738-741.
    [19] 苏安.  实现多通道光滤波与放大功能的光子晶体量子阱 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 727-732.
    [20] 李文胜, 张琴, 黄海铭, 付艳华.  含液晶层光子晶体的应用研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1542-1546.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  250
  • HTML全文浏览量:  33
  • PDF下载量:  129
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-10
  • 修回日期:  2014-05-15
  • 刊出日期:  2014-12-25

级联光子晶体Mach-Zehnder干涉仪的可调谐滤波特性

    作者简介:

    陈卫东(1971-),男,教授,硕士生导师,博士,主要从事移动机器人智能控制和光子晶体传感器件方面的研究。Email:wdchen@ysu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61201112,61172044);河北省自然科学基金(F2013203250,F2012203169);河北省普通高等学校青年拨尖人才计划(BJ2014056);燕山大学青年教师自主研究计划(14LGA013)

  • 中图分类号: TN713+.91

摘要: 基于液晶的电控双折射特性和光子晶体自准直特性,在二维光子晶体引入复合缺陷提出一种可调谐Mach-Zehnder 干涉(MZI)滤波器结构,应用液晶系统的自由能理论,推导了外加电压与液晶有效折射率的关系,并结合MZI 相位调制原理和光子晶体等效折射率理论,得到液晶的电控双折射特性与MZI 滤波器的输出光谱间的数学关系,运用时域有限差分法(FDTD)对滤波器的输出进行仿真模拟,并根据仿真结果对结构进行一级级联的优化设计。结果表明:通过控制外加电压的大小可以改变输出端的透射波长,达到可调谐滤波的效果,并且一级级联后的滤波效果比级联前有很大的改善,滤波的半波带宽从20 nm 减小为7 nm,可调谐范围从15 nm 增大为40 nm,因此可以通过进一步级联的方式使滤波器结构更加的优化,以便运用到光波分复用系统中。

English Abstract

参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回