光子晶体波导慢光特性研究

基于二维三角晶格空气孔光子晶体,通过在光子晶体单线缺陷波导两侧引入不同的耦合腔,设计了慢光特性较好的波导结构。利用平面波展开法计算波导的色散曲线,并分析慢光模式的群速度和群速度色散特性。耦合腔采用单缺陷腔时,适当调节波导宽度可以获得在零色散点群速度为0.0128c的慢光模式,对应在1.55μm波长处的带宽为409GHz。耦合腔采用长轴与波导方向呈60°的双缺陷腔,在超原胞大小为4a×9b(a,b分别为光子晶体在x,y方向的周期)时,通过调整波导宽度,可以获得在零色散点群速度为0.0070c的慢光模式,对应在1.55μm波长处的带宽为226GHz。进一步增大沿波导方向上双缺陷腔之间的距离,可以获得在零色散点群速度为0.0011c的慢光模式。同时可以根据具体情况选择合适的波导宽度参数,设计满足不同要求的慢光波导结构。