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第 38 卷第 10 期 光 　子 　学 　报 Vol . 38 No . 10 2009 年 10 月 　　　　　　　　　　　　 October 2009 A C TA P HO TON ICA SIN ICA 基于杂质带的光子晶体矩形波形滤波器的实现 1 1 1 1 2 陈淑文 ,胡萍 ,于天宝 ,廖清华 ,黄永箴 ( 1 南昌大学 物理系 ,南昌 33003 1) (2 中国科学院半导体研究所 ,北京 100083) 摘 　要 :利用转移矩阵方法对基于杂质带的光子晶体矩形波形滤波器的实现进行了研究. 除了可选 择不同折射率的材料外 ,该滤波器还可通过调整光子晶体本身的结构参量来实现. 对较平杂质带的 形成机制做了具体的理论分析和解释 ,通过数值计算光子晶体原子耦合成光子晶体分子的过程 ,发 现光子晶体原子的线宽与光子晶体分子线宽之间的相对大小是决定能否形成较平杂质带的重要 参量. 关键词 :光子晶体 ;杂质带 ;原子耦合 中图分类号 :O439 　　　　文献标识码 :A 　　　　文章编号 :100442 13 (2009) 1025885 0 　引言 致多个缺陷模共振形成. 在透射谱中 ,这些共振代表 着群速度的最小值[ 11 ] . 在超短脉冲传输中 ,我们应 近年来 ,光子晶体中局域化缺陷模式的耦合越 尽量避免群速度延迟 , 因为它将导致超短脉冲失真 来越引起重视 ,因为它有着比单一杂质态的光子晶 或者衰减. 从这个角度来说 ,获得相对平坦的杂质带 体所不具备的优点[ 1] . 理论研究和实验证明已经发 对超短脉冲的不失真传输非常重要. 现 ,基于由杂质态耦合形成杂质带的光子晶体滤波 ( 目前 , 以杂质带为基础的元器件 像耦合腔波 ( ) [24 ] 器 有时又称之为光子晶体耦合腔波导 、光学延 ) 导 、分束器等 主要集中在微波波段. 由于麦克斯韦 迟线[ 56 ] 、全光开关[ 78 ] 等 , 已经表现出比含单一杂 方程组标定的特征 ,杂质带的性质将保持不变 ,我们 质态的普通光子晶体更为先进的特点. 基于由杂质 主要需要了解多个杂质态它们在光波波段之间的相 态耦合形成杂质带的光子晶体滤波器或者分束器具 互耦合 ,其 目的就是在保证失真和衰减都相对小的 有更高的输 出效率和更超微 的尺寸 , 因而更易集 情况下 ,研究超短脉冲的传输行为. 因此 ,如何为超 成[ 3 ,9 ] ;通过调整杂质态的耦合因子和光子晶体的 短脉冲的传输设计合适的杂质带成了关键性问题. 几何结构 ,可以使得基于杂质带光子晶体制作的光 总体来说 ,其传播行为在很大程度上依赖于脉冲宽 学延迟线得到进一步加强[ 6 ] ;基于杂质带光子晶体 度 ,而脉冲宽度与杂质带中的共振线宽有关. 显然 , 微腔制作的光子晶体全光开关具有更低的泵浦光功