用于水下通信的光子晶体滤波器设计文献综述

 2022-11-13 11:11

文 献 综 述

1.背景材料

光子晶体是指具有光子带隙(PhotonicBand-Gap,简称为PBG)特性的人造周期性电介质结构,有时也称为PBG光子晶体结构。所谓的光子带隙是指某一频率范围的波不能在此周期性结构中传播,即这种结构本身存在“禁带”。光子晶体的概念最早是在1987年由S.John和E.Yablonovitch分别独立提出,是由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构。光子晶体即光子禁带材料,从材料结构上看,光子晶体是一类在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体。光子晶体和半导体在基本模型和研究思路上有许多相似之处,原则上人们可以通过设计和制造光子晶体及其器件,达到控制光子运动的目的。光子晶体(又称光子禁带材料)的出现,使人们操纵和控制光子的梦想成为可能。简单地说,光子晶体具有波长选择的功能,可以有选择地使某个波段的光通过而阻止其它波长的光通过其中。

近年来,光子晶体得到了越来越多的关注,基于光子晶体设计研究的光电器件得到了越来越多的研究,光子晶体的应用也越来越广泛。

光滤波器是用来进行波长选择的仪器,它可以挑选出所需的波长,拒绝通过除此波长以外的光。它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、光复用/解复用、波长转换器、色散补偿器以及延时器等。

2.光子晶体滤波器

随着对于光子晶体这种新型结构材料认识与研究的深入,人们发现光子晶体能够为新型光滤波器的设计和制造提供另一条道路。因为光子晶体本身具有光子频率禁带体,它能够让有选择的让部分光通过而另一部分光不通过,所以一块光子晶体就是一个天然的理想滤波器。 因此,基于光子晶体设计的光子晶体滤波器的滤波性能往往要比普通滤波器的性能更好;此外,光子晶体是由周期性电介质结构构成,它对于光的损耗也要比普通滤波器要少;而且光子晶体滤波器也可以达到普通滤波器达不到的性能。

此外,研究人员还从双层结构出发研究了一种由多块不同的单周期光子晶体组合而成的多层结构的滤波器。这种多层结构适于制作带通、窄带通过、带阻、宽带带阻、高通以及其它各种性能的滤波器。它由几块不同的单周期光子晶体组合而成,它在设计上具有简明性、系统性以及设计计算量少等特点,易于设计特宽的带阻滤波器和高品质因素的窄带滤波器,也易于进行光滤波器的优化设计。这种多层结构每块光子晶体的结构参数和传输特性都不相同,相邻两层光子晶体之间可以有一空气层相隔离。所用的光子晶体可以根据实际应用选择一维、二维或三维的光子晶体。

因此,光子晶体滤波器的研究越来越广泛,人们也研制出多种优良的适用于不同功能的光子晶体滤波器,主要的有:

(1)宽带带阻滤波器:由于光子晶体滤波器的带宽可以做到很宽,与传统滤波器相比,可以实现更大范围的的滤波。如钻石结构的光子晶体滤波带宽可以做到中心工作频率的20%左右,金属-介质复合型光子晶体可以将从低频(接近0Hz)直到红外波段的电磁波完全滤掉。

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

以上是毕业论文文献综述,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。