传递矩阵方法设计光子晶体集成回路中的功能元件及其实验制作

从二十世纪八十年代末以来，光子晶体因其在超大规模全光或光电子集成回路上的诱人应用前景而获得了广泛的关注。包括我国在内的许多国家在此领域投入了大批研究力量，并获得了一系列有价值的成果。光子晶体全光集成回路由多种光学功能元件组成，其中典型的有直线波导和转折波导，微腔，分束器，波分复用器，光开关，等等。研究这些单个元件的光波传输特性能为理解整个集成回路的功能奠定基础，也为设计和实现功能更加强大的新型元件及回路提供有益的思路和途径。我们将利用自己近两年来发展的一整套基于平面波展开的传递矩阵方法来开展此项研究。此方法的优点是能够实时实地地考察处于周期性光子晶体背景之下的功能元件的本征光学性质，极大地克服了常用的时域有限差分方法的局限性。此外，我们将开展微波波段的三维光子晶体和通讯波段的二维薄膜光子晶体的设备和测量的实验研究工作。