一种基于液体填充的光子晶体槽波导慢光特性优化方法

摘要

本发明提出了一种基于液体填充的光子晶体槽波导慢光特性优化方法。通过在光子晶体槽波导中最靠近空气槽的第一排和第二排空气孔内分别填充折射率为1.416和1.645的液体对光子晶体槽波导的慢光特性进行优化。仿真结果表明，当群折射率为150时，慢光带宽可达1.35nm，群速度色散可降至5×10^-6ps²/km。而且，当光子晶体槽波导的工作温度变化或者空气孔半径制备误差对其慢光特性产生影响时，均可以通过调节填充液体的折射率大小来稳定光子晶体槽波导的慢光特性。

主权项

一种基于液体填充的光子晶体槽波导慢光特性优化方法，其特征在于：该光子晶体槽波导结构是先在半导体材料基底绝缘体上硅上刻蚀等边三角形排列的空气孔形成二维三角晶格光子晶体，然后去掉中间一排的空气孔形成光子晶体波导，最后再在缺陷中心处放置一个宽度为ω=0.32a的空气槽而构成光子晶体槽波导，空气孔的半径r=0.30a，其中a=442nm为光子晶体的晶格常数，即相邻空气孔之间的间距，硅厚度h=220nm，为了有效地改善光子晶体槽波导的色散曲线，以实现高群折射率、宽带宽、低群速度色散的慢光特性，在最靠近空气槽的第一排空气孔内填充折射率为1.416的液体，同时在最靠近空气槽的第二排空气孔内填充折射率为1.645的液体，这样，当光子晶体槽波导的工作温度为290K时，可以产生群折射率为150，带宽可达1.35nm的慢光现象，同时，在慢光带宽范围内，群速度色散值均小于5×10^‑6ps²/km，此外，当光子晶体槽波导的工作温度发生变化或者空气孔半径存在制备误差而对其慢光特性产生影响时，均可以通过调节填充液体的折射率大小来稳定光子晶体槽波导的慢光特性。