《套用左手介質光子晶體實現光波單向傳輸的理論研究》是依託太原理工大學，由費宏明擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：套用左手介質光子晶體實現光波單向傳輸的理論研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：費宏明
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光隔離器是防止外部反射光影響雷射系統穩定運行的關鍵器件，特點是只允許光波單向傳輸。目前實現光波單向傳輸主要是利用磁光材料的旋光效應。研究發現，嵌入磁光材料或非線性材料的光子晶體具有控制光波單向傳輸功能，且尺寸可縮小至幾微米。但是前者易受外界溫度和磁場的影響，後者則要求較高的光功率產生非線性效應實現光波單向傳輸。本項目擬提出一種在光子晶體中嵌入左手介質實現光波單向傳輸的設計思路，左手介質可通過各向同性的納米球排列構成，尺寸可達納米量級，且不受外界溫度、磁場和入射光功率的影響。本項目擬從理論上分析和模擬計算左手介質光子晶體實現光波單向傳輸的特性，建立左手介質的結構參數、特徵參數和光子晶體的結構參數與左手介質光子晶體實現光波單向傳輸之間的關係，為光隔離器實現集成化提供一種潛在的新方案。
結題摘要
本項目提出一種在光子晶體中嵌入左手介質實現光波單向傳輸的設計思路，來解決現有實現光波單向傳輸中受外界溫度、磁場和入射光功率影響的問題。按照原定研究計畫，我們主要對左手介質光子晶體的單向傳輸特性進行了研究：在設計出光子禁帶覆蓋中心波長為1550nm的光通信波長的一維光子晶體結構之後，利用傳輸矩陣法研究了一維左手介質光子晶體的單向傳輸特性，分析了一維左手介質光子晶體的結構參數對光單向傳輸的影響；研究了二維光子晶體結構在光通信波段的禁帶，開始利用R矩陣法研究二維左手介質光子晶體的單向傳輸特性。並在一維磁光子晶體的光波單向傳輸特性和二維光子晶體結構在光通信波段的禁帶研究方面取得了一些進展：設計出2個可在中心波長附近小範圍內實現光波單向傳輸的一維磁光子晶體結構和4個可實現寬頻光波單向傳輸的一維磁光子晶體結構；設計出一種Y型光子晶體偏振光分束器和一種高效光子晶體偏振光分束器。
