Fundamental study on photonic crystal optical waveguides

光子晶体光波导基础研究

基本信息

  • 批准号:
    10650371
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have analyzed the characteristics of several kinds of optical waveguides constructed by two-dimensional photonic crystal of circular dielectric rods in air on a square array numerically. The method of solution is finite-difference time-domain (FD-TD) method based on the principles of multidimensional wave digital filters; this method can easily be implemented and is more accurate than the conventional one, the Yee algorithm.First, we have examined the eigen mode propagation in the photonic crystal optical waveguide and computed its propagation constant using the Prony's method. As a result we have shown that electric and magnetic field intensities in this waveguide oscillate in the period of lattice constant of photonic crystal. Next, we have checked the dispersion relation of this waveguide, and confirm the performance of a single mode propagation, Next, we have analyzed the elementary photonic crystal optical waveguide devices such as a sharp bent waveguide using resonant tunneling, directional coupler, and multiplexer/demultiplexer and evaluated transmission and reflection characteristics of those waveguides. From these results we can conclude that the photonic crystal optical waveguide is a candidate of basic elements for constructing high density integrated optical circuits whose size is on the order of the wavelength of light.
我们对空气中圆形介质棒二维光子晶体在方形阵列上构建的几种光波导的特性进行了数值分析。求解方法为基于多维波数字滤波器原理的时域有限差分(FD-TD)法;该方法易于实现,并且比传统的 Yee 算法更准确。首先,我们研究了光子晶体光波导中的本征模传播,并使用 Prony 方法计算了其传播常数。结果我们表明,该波导中的电场和磁场强度在光子晶体的晶格常数周期内振荡。接下来,我们检查了该波导的色散关系,并确认了单模传播的性能。接下来,我们分析了基本光子晶体光波导器件,例如使用谐振隧道、定向耦合器和复用器/解复用器的锐弯曲波导,并评估了这些波导的传输和反射特性。从这些结果我们可以得出结论,光子晶体光波导是构建尺寸在光波长数量级的高密度集成光路的基本元件的候选者。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Naka, H.Ikuno, and A.Yata: "Analysis of guided mode of photonic crystal optical waveguides"Record of 1999 joint conference of electrical and electronics engineers in Kyushu. 904(in Japanese). 438 (1999)
Y.Naka、H.Ikuno、A.Yata:“光子晶体光波导的导模分析”1999年九州电气电子工程师联席会议记录。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
中良弘、生野浩正、矢田粲: "フォトニック結晶光導波路の基礎的な導波特性解析"電気学会電磁界理論研究会資料. EMT-99-103. 93-98 (1999)
Hiroshi Nakayoshi、Hiromasa Ikuno、Kei Yata:“光子晶体光波导的基本波导特性分析”IEEJ 电磁场理论研究小组材料。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
中 良弘、生野 浩正、矢田 粲: "フォトニック結晶曲がり光導波路の基本特性解析"1999年電子情報通信学会総合大会講演論文集. C-3-119. 272-272 (1999)
Yoshihiro Naka、Hiromasa Ikuno、Kei Yada:“光子晶体弯曲光波导的基本特性分析”1999 年 IEICE 大会记录 (1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Ikuno, Y.Naka, and A.Yata: "Numerical analysis of optical waveguides using FD-TD method based on the principles of multidimensional wave digital filters"Proceedings of 2nd Asia-Pacific Engineering Research Forum on Microwaves and Electromagnetic Theory.
H.Ikuno、Y.Naka、A.Yata:《基于多维波数字滤波器原理的FD-TD光波导数值分析》第二届亚太微波与电磁理论工程研究论坛论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Naka, and H.Ikuno: "Analysis of fundamental characteristics of elementary photonic crystal optical waveguide devices"IEICE Technical report. 99, No.543, OPE-99-121 (in Japanese). 57-62 (2000)
Y.Naka 和 H.Ikuno:“基本光子晶体光波导器件的基本特性分析”IEICE 技术报告。
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  • 发表时间:
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