一種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】一種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟：（1）根據(jù)光子晶體晶格常數(shù)求出帶隙范圍，光子晶體微腔包括正方晶格光子晶體和波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔；（2）根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)調(diào)節(jié)微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱半徑r2，使共振波長(zhǎng)λ最接近目標(biāo)波長(zhǎng)；（3）微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r3，如果能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變r(jià)3；（4）微調(diào)所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率差Δn2，如果Δn2的變化能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變?chǔ)2；（5）微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱Δn3，選擇出與目標(biāo)波長(zhǎng)最接近的共振波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的Δn3；（6）采用上述結(jié)構(gòu)參數(shù)的光子晶體微腔，實(shí)現(xiàn)精確的共振波長(zhǎng)。本發(fā)明精確度較高、有效滿足波分復(fù)用系統(tǒng)對(duì)器件越來(lái)越嚴(yán)格的要求。
【專利說(shuō)明】一種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光子晶體的應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)調(diào)節(jié)方法，適用于光通信中波長(zhǎng)選擇的濾波和波分復(fù)用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]波分復(fù)用技術(shù)(WDM)可以實(shí)現(xiàn)帶寬大容量、長(zhǎng)距離傳輸，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于光通信系統(tǒng)中。WDM技術(shù)在傳輸線路的輸入端將多路信號(hào)復(fù)用到一起，在輸出端需要用解復(fù)用器將不同波長(zhǎng)的信號(hào)分離出來(lái)，而且在傳輸過(guò)程中難免產(chǎn)生干擾信號(hào)，需要用到濾波器將干擾信號(hào)慮除。隨著光通信用戶數(shù)量及承載業(yè)務(wù)量的增加，信道的中心波長(zhǎng)越來(lái)越精確，信道波長(zhǎng)間隔越來(lái)越小，這對(duì)光通信器件提出了更高的要求。因此研制出尺寸更小、更易于集成、波長(zhǎng)更加精確的光學(xué)器件成為重要的研究方向之一。另一方面，光子晶體的研究已成為集成光學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。光子晶體是一種介電常數(shù)呈周期性變化，晶格常數(shù)與光波長(zhǎng)可比擬的新型人工材料。光子晶體的帶隙效應(yīng)可禁止某些波長(zhǎng)的光在其中傳播，如果在光子晶體中引入線缺陷，即改變幾個(gè)相鄰介質(zhì)圓柱的半徑或介電常數(shù)，可使得光僅在線缺陷形成的波導(dǎo)中傳播。光子晶體的另一個(gè)重要特征是光子局域，即如果在光子晶體中引入點(diǎn)缺陷，那么與缺陷頻率一致的光子將被局域在缺陷位置。光子帶隙效應(yīng)和光子局域結(jié)合起來(lái)可制作成各種器件，主要思想是通過(guò)線缺陷波導(dǎo)將帶隙范圍內(nèi)的光傳播至缺陷位置處，不同的缺陷具有不同的共振頻率，與缺陷頻率吻合的光波將被下載下來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)濾波或解復(fù)用功能。無(wú)論是濾波器還是波分解復(fù)用器，核心技術(shù)問(wèn)題均是波長(zhǎng)的精確調(diào)節(jié)。
[0003]目前，基于光子晶體缺陷的解復(fù)用器或?yàn)V波器主要有四種類型:第一種是基于定向耦合作用(崔乃迪，寇婕婷，梁靜秋等.跑道型結(jié)構(gòu)光子晶體波導(dǎo)定向耦合器[J].發(fā)光學(xué)報(bào)，2013,34(3):375?380.)，不同頻率的光會(huì)沿著不同耦合長(zhǎng)度的波導(dǎo)傳播，從而達(dá)到選頻的目的。此種濾波器以耦合長(zhǎng)度為選頻的主要手段，勢(shì)必增加器件的尺寸，不利于大規(guī)模集成，且傳輸損耗與串?dāng)_較大；第二種是基于光子晶體微環(huán)波導(dǎo)共振(陳東旭，朋漢林，張翔.光子晶體微環(huán)插分濾波器的理論分析與數(shù)值模擬[J].光學(xué)與光電技術(shù)，2012，10(3):85?87.)，這種解復(fù)用器由圓環(huán)形線缺陷波導(dǎo)構(gòu)成，由于微環(huán)轉(zhuǎn)彎處后向反射光的存在，導(dǎo)致共振頻率出現(xiàn)非周期性；第三種是基于表面膜微環(huán)共振的解復(fù)用器(浙江工業(yè)大學(xué).基于二維光子晶體表面膜的微環(huán)共振濾波器[P];中國(guó)，CN101697023A.2010-04-21.)，這種器件雖然能克服微環(huán)共振解復(fù)用器非周期性的不足，但共振周期難以實(shí)現(xiàn)精確控制；第四種是基于點(diǎn)缺陷微腔的解復(fù)用器(上海交通大學(xué).基于二維光子晶體的波分解復(fù)用器[P].中國(guó)，CN101252407A.2008-08-27.)，這種器件的波長(zhǎng)選擇微腔通過(guò)改變一個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑獲得，在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)中心波長(zhǎng)和周期，但調(diào)節(jié)的精確度不夠，某些特定波長(zhǎng)或周期難以實(shí)現(xiàn)，不能滿足波分復(fù)用系統(tǒng)對(duì)器件越來(lái)越嚴(yán)格的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服已有光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方式的精確度較差、不能滿足波分復(fù)用系統(tǒng)對(duì)器件越來(lái)越嚴(yán)格的要求的不足，本發(fā)明提供一種精確度較高、有效滿足波分復(fù)用系統(tǒng)對(duì)器件越來(lái)越嚴(yán)格的要求的光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法。[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟:
[0007](I)根據(jù)光子晶體晶格常數(shù)求出帶隙范圍，保證微腔的共振波長(zhǎng)在帶隙范圍內(nèi)；所述光子晶體微腔包括正方晶格光子晶體和波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔，所述二維光子晶體由高折射率介質(zhì)圓柱在空氣中按照正方晶格排列構(gòu)成；所述波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔包括五個(gè)高折射率的介質(zhì)圓柱，其中一個(gè)介質(zhì)圓柱處于微腔中心，其他四個(gè)介質(zhì)圓柱為其最近鄰的四個(gè)介質(zhì)圓柱，且該其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑及折射率相同；八巧為所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差，An3為與所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱與空氣的折射率之差，當(dāng)八113和An2的變化量相同時(shí)，由An3的變化引起的共振波長(zhǎng)的改變要比An2的變化引起的共振波長(zhǎng)要?。?br>
[0008](2)根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)調(diào)節(jié)微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱半徑1*2，每次半徑調(diào)節(jié)的變化量為
0.001 μ m,即Inm,使共振波長(zhǎng)λ最接近目標(biāo)波長(zhǎng)；
[0009](3)微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r3，變化量也為0.001 μ m,如果能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變1"3 ;如果1"3調(diào)節(jié)以后遠(yuǎn)離目標(biāo)波長(zhǎng)，則保持1"3不變；
[0010](4)微調(diào)所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率差Δη2，變化量為0.01，如果An2的變化能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變△% ;如果An2調(diào)節(jié)以后共振波長(zhǎng)并沒(méi)有更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則An2的值保持不變；
[0011](5)微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱Λη3，An3的變化量也為0.01，選擇出與目標(biāo)波長(zhǎng)最接近的共振波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的Λη3。
[0012](6)根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)確定光子晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r2、所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r3、所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率An2、所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率，采用上述結(jié)構(gòu)參數(shù)的光子晶體微腔，實(shí)現(xiàn)精確的共振波長(zhǎng)。
[0013]進(jìn)一步，所述步驟(1)中，根據(jù)光子晶體介質(zhì)圓柱的半徑!^和光子晶體高折射率介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差A(yù)n1，用平面波展開法求出帶隙范圍。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:隨著WDM技術(shù)的發(fā)展，波長(zhǎng)間隔越來(lái)越小，波長(zhǎng)精確度越來(lái)越高。用于WDM系統(tǒng)的器件不僅要滿足尺寸盡可能小的要求，并且中心波長(zhǎng)精確度要盡量高。光子晶體晶格尺寸在微米量級(jí)，具有大規(guī)模集成的可能性。由于其獨(dú)特的光子帶隙及光子局域效應(yīng)，可制作成各種功能器件，如濾波器、波分復(fù)用/解復(fù)用器等，這些器件必須滿足共振頻率可調(diào)且精確度高的要求。正方晶格光子晶體點(diǎn)缺陷微腔共振頻率會(huì)隨著微腔中心及與其最近鄰四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑及折射率的變化而變化。如果只調(diào)節(jié)點(diǎn)缺陷微腔缺陷中心的介質(zhì)圓柱半徑，會(huì)發(fā)現(xiàn)微腔的共振頻率并不是線性連續(xù)可調(diào)的，難以實(shí)現(xiàn)共振波長(zhǎng)的精確控制。因此，需要改變其他介質(zhì)圓柱參數(shù)來(lái)達(dá)到精確調(diào)節(jié)共振頻率的目的。研究發(fā)現(xiàn)，在正方晶格光子晶體中，與中心缺陷介質(zhì)圓柱最近鄰的四根介質(zhì)圓柱的半徑和折射率與微腔共振頻率存在一定的數(shù)值關(guān)系。通過(guò)模擬計(jì)算得出這四種關(guān)系，即正方晶格光子晶體點(diǎn)缺陷微腔共振頻率與中心缺陷介質(zhì)圓柱半徑的關(guān)系、正方晶格光子晶體點(diǎn)缺陷微腔共振頻率與中心缺陷介質(zhì)圓柱最近鄰四個(gè)介質(zhì)圓柱半徑的關(guān)系、正方晶格光子晶體點(diǎn)缺陷微腔共振頻率與中心缺陷介質(zhì)圓柱折射率的關(guān)系、正方晶格光子晶體點(diǎn)缺陷微腔共振頻率與中心缺陷介質(zhì)圓柱最近鄰四個(gè)介質(zhì)圓柱折射率的關(guān)系。得出上述四種關(guān)系后可按步驟精確調(diào)節(jié)正方晶格光子晶體點(diǎn)缺陷微腔的共振頻率。
[0015]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1.能夠?qū)崿F(xiàn)正方晶格點(diǎn)缺陷微腔共振頻率的精確調(diào)節(jié)，這是光子晶體微環(huán)波導(dǎo)共振、光子晶體表面膜微環(huán)共振和定向耦合難以實(shí)現(xiàn)的。
2.本發(fā)明中的光子晶體微腔的尺寸較小，在1.2μπι以下，適合未來(lái)集成光學(xué)大規(guī)模集成的要求，能夠滿足WDM系統(tǒng)對(duì)器件的要求。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為一種二維硅介質(zhì)圓柱型正方晶格光子晶體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為一種二維硅介質(zhì)圓柱型正方晶格光子晶體點(diǎn)缺陷微腔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為光子晶體微腔共振波長(zhǎng)與中心缺陷介質(zhì)圓柱半徑r2的關(guān)系圖。
[0019]圖4為一種基于二維正方光子晶體點(diǎn)缺陷微腔的波分解復(fù)用器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為輸入波長(zhǎng)為1.551 μ m時(shí),該解復(fù)用器的穩(wěn)態(tài)電場(chǎng)分布圖。
[0021]圖6為該解復(fù)用器的解復(fù)用光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0023]參照?qǐng)D1~圖6，一`種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法，具體步驟如下:
[0024](I)根據(jù)光子晶體晶格常數(shù)求出帶隙范圍，保證微腔的共振波長(zhǎng)在帶隙范圍內(nèi)；所述光子晶體微腔包括正方晶格光子晶體和波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔，所述二維光子晶體由高折射率介質(zhì)圓柱在空氣中按照正方晶格排列構(gòu)成；所述波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔包括五個(gè)高折射率的介質(zhì)圓柱，其中一個(gè)介質(zhì)圓柱處于微腔中心，其他四個(gè)介質(zhì)圓柱為其最近鄰的四個(gè)介質(zhì)圓柱，且該其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑及折射率相同；八巧為所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差，An3為與所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱與空氣的折射率之差，當(dāng)八113和An2的變化量相同時(shí)，由An3的變化引起的共振波長(zhǎng)的改變要比An2的變化引起的共振波長(zhǎng)要??；
[0025](2)根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)調(diào)節(jié)微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱半徑1*2，每次半徑調(diào)節(jié)的變化量為
0.001 μ m,即Inm,使共振波長(zhǎng)λ最接近目標(biāo)波長(zhǎng)；
[0026](3)微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r3，變化量也為0.001 μ m,如果能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變1"3 ;如果1"3調(diào)節(jié)以后遠(yuǎn)離目標(biāo)波長(zhǎng)，則保持1"3不變；
[0027](4)微調(diào)所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率差Δη2，變化量為0.01，如果An2的變化能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變△% ;如果An2調(diào)節(jié)以后共振波長(zhǎng)并沒(méi)有更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則An2的值保持不變；
[0028](5)微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱Λη3，An3的變化量也為0.01，選擇出與目標(biāo)波長(zhǎng)最接近的共振波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的Λη3。
[0029](6)根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)確定光子晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r2、所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r3、所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率An2、所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率，采用上述結(jié)構(gòu)參數(shù)的光子晶體微腔，實(shí)現(xiàn)精確的共振波長(zhǎng)。
[0030]進(jìn)一步，所述步驟(1)中，根據(jù)光子晶體介質(zhì)圓柱的半徑!^和光子晶體高折射率介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差A(yù)n1，用平面波展開法求出帶隙范圍。
[0031]本實(shí)施例中，圖1為二維正方晶格光子晶體結(jié)構(gòu)示意圖。這種二維光子晶體由沿X和I方向正方形晶格排列的高折射率介質(zhì)圓柱構(gòu)成，圓柱沿與紙面垂直的z方向放置，周圍為空氣介質(zhì)。如圖1所示，相鄰兩介質(zhì)圓柱中心之間的距離稱為晶格常數(shù)，長(zhǎng)度為a。介質(zhì)圓柱的半徑為r。當(dāng)光子晶體的結(jié)構(gòu)確定時(shí)，可用平面波展開法求出其光子帶隙，帶隙范圍內(nèi)的光不能在此結(jié)構(gòu)的光子晶體中傳播。
[0032]圖2為本發(fā)明的波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔示意圖。其中，r1為光子晶體介質(zhì)圓柱的半徑，r2為所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱(即光子晶體中心缺陷介質(zhì)圓柱)半徑，r3為所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱(即與中心缺陷介質(zhì)圓柱最近鄰的四個(gè)介質(zhì)圓柱)的半徑；為光子晶體高折射率介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差，為中心缺陷介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差，An3為與中心缺陷介質(zhì)圓柱最近鄰的四個(gè)介質(zhì)圓柱與空氣的折射率之差。當(dāng)!^和An1確定時(shí)，用平面波展開法求出其帶隙，并求出光子晶體點(diǎn)缺陷微腔共振波長(zhǎng)與r2、r3、Λη2、An3的數(shù)值關(guān)系，從而為滿足波長(zhǎng)需要設(shè)計(jì)具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)。[0033]本發(fā)明的實(shí)施例是四個(gè)等波長(zhǎng)間隔光子晶體點(diǎn)缺陷微腔共振波長(zhǎng)的精確調(diào)節(jié)?；诠庾泳w點(diǎn)缺陷微腔的解復(fù)用器的核心部分就是具有波長(zhǎng)選擇性的光子晶體點(diǎn)缺陷微腔。本發(fā)明方法中的四個(gè)光子晶體微腔的共振波長(zhǎng)范圍在通信窗口內(nèi)，且波長(zhǎng)間隔為20nm，適用于光通信中的稀疏波分復(fù)用系統(tǒng)。
[0034]實(shí)例:用于稀疏波分復(fù)用的四個(gè)波長(zhǎng)等間隔光子晶體微腔結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。二維光子晶體由正方晶格的高折射率硅介質(zhì)圓柱構(gòu)成，折射率是3.4，晶格常數(shù)a為0.55 μ m,介質(zhì)圓柱半徑是0.2a。經(jīng)過(guò)平面波展開法的計(jì)算，這種光子晶體沒(méi)有TM模光子帶隙存在，有兩個(gè)TE模光子帶隙存在，波長(zhǎng)范圍分別為:0.7357 μ m~0.7638 μ m,
1.304 μ m ~1.900 μ m。如圖 2 所不，當(dāng) r^0.11 μ m, Δ 1^=2.4 時(shí)，改變 r2> r3> Δ η2、Δ η3 四個(gè)變量中的一個(gè)，其余三個(gè)變量保持在初始值，即介質(zhì)圓柱半徑為0.1lOym,折射率差為
2.4，經(jīng)過(guò)時(shí)域有限差分法的模擬并將結(jié)果線性擬合，可得到如下四個(gè)點(diǎn)缺陷微腔共振波長(zhǎng)與變量的數(shù)值關(guān)系:
[0035](I) λ = 79.2964r22-0.6246r2+l.4615( μ m)；
[0036](2) λ =-31.6450r32+8.8347y3+0.9625 ( μ m)；
[0037](3) λ = 0.2253 Δ η2+1.0231 ( μ m)；
[0038](4) λ = 0.1275 Δ η3+1.2557 ( μ m)
[0039]從以上四式可以看出，光子晶體微腔的共振波長(zhǎng)λ與微腔中心缺陷介質(zhì)圓柱半徑1"2及與中心缺陷最近鄰的四個(gè)介質(zhì)圓柱半徑1"3均不是線性關(guān)系，而與微腔中心缺陷介質(zhì)圓柱折射率差A(yù)n2及與中心缺陷最近鄰的四個(gè)介質(zhì)圓柱折射率差A(yù)n3均是線性關(guān)系。
[0040]圖3是微腔共振波長(zhǎng)與中心缺陷介質(zhì)圓柱半徑r2的關(guān)系，十字叉代表共振波長(zhǎng)，實(shí)線是擬合曲線。從圖中可以明顯看出，僅靠調(diào)節(jié)中心缺陷介質(zhì)圓柱的半徑無(wú)法精確調(diào)節(jié)微腔的共振波長(zhǎng)。
[0041]為體現(xiàn)本發(fā)明方法的實(shí)用性，本實(shí)施例將四個(gè)目標(biāo)波長(zhǎng)設(shè)為1.491μπι、1.511μπι、1.531 μ m、1.551 μ m這四個(gè)光通信常用波長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)計(jì)算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并且通過(guò)時(shí)域有限差分法的模擬驗(yàn)證，得出四個(gè)點(diǎn)缺陷微腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)。其中，諧振波長(zhǎng)精確到lnm，半徑精確到lnm，折射率差精確到0.01.[0042]下表是四個(gè)點(diǎn)缺陷微腔的結(jié)構(gòu)參數(shù):
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述調(diào)節(jié)方法包括如下步驟: (1)根據(jù)光子晶體晶格常數(shù)求出帶隙范圍，保證微腔的共振波長(zhǎng)在帶隙范圍內(nèi)；所述光子晶體微腔包括正方晶格光子晶體和波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔，所述二維光子晶體由高折射率介質(zhì)圓柱在空氣中按照正方晶格排列構(gòu)成；所述波長(zhǎng)選擇性點(diǎn)缺陷微腔包括五個(gè)高折射率的介質(zhì)圓柱，其中一個(gè)介質(zhì)圓柱處于微腔中心，其他四個(gè)介質(zhì)圓柱為其最近鄰的四個(gè)介質(zhì)圓柱，且該其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑及折射率相同；An2S所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差，為與所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱與空氣的折射率之差，當(dāng)△!!3和△112的變化量相同時(shí)，由An3的變化引起的共振波長(zhǎng)的改變要比An2的變化引起的共振波長(zhǎng)要??； (2)根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)調(diào)節(jié)微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱半徑1*2，每次半徑調(diào)節(jié)的變化量為0.0Ol μ m,即Inm,使共振波長(zhǎng)λ最接近目標(biāo)波長(zhǎng)； (3)微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r3，變化量也為0.001 μ m，如果能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變r(jià)3 ;如果r3調(diào)節(jié)以后遠(yuǎn)離目標(biāo)波長(zhǎng)，則保持r3不變； (4)微調(diào)所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率差A(yù)n2，變化量為0.01，如果An2的變化能使共振波長(zhǎng)更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則改變△% ;如果An2調(diào)節(jié)以后共振波長(zhǎng)并沒(méi)有更加接近目標(biāo)波長(zhǎng)，則An2的值保持不變； (5)微調(diào)所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱Λη3，An3的變化量也為0.01，選擇出與目標(biāo)波長(zhǎng)最接近的共振波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的Λη3。 (6)根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)確定光子晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的半徑r2、所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱`的半徑r3、所述微腔的一個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率An2、所述微腔的其他四個(gè)介質(zhì)圓柱的折射率，利用上述結(jié)構(gòu)參數(shù)的所述光子晶體微腔，得到精確的共振波長(zhǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光子晶體微腔共振波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述步驟(I)中，根據(jù)光子晶體介質(zhì)圓柱的半徑^和光子晶體高折射率介質(zhì)圓柱與空氣折射率之差A(yù)n1，用平面波展開法求出帶隙范圍。
【文檔編號(hào)】G02B6/293GK103529513SQ201310449284
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】李旭, 樂(lè)孜純, 董文 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)