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硕士学位论文

论文题目: 点、线缺陷对非线性光子晶体 THz
波调制器性能影响的研究

学号 Y003091016
姓名杨小杰
导师陈鹤鸣教授
学科专业光学工程
研究方向光通信与光信息处理
申请学位类别工学硕士
论文提交日期二〇一二年二月
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研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期:_____________
南京邮电大学
硕士学位论文摘要

学科、专业:工学光学工程
研究方向:光通信与光信息处理

作者: 2009 级研究生杨小杰
指导教师: 陈鹤鸣

题目:点、线缺陷对非线性光子晶体 THz 波调制器性能
影响的研究
英文题目:The Study on The Influence of Point and Line Defects on
Characteristic of Non-linear Terahertz Modulator Based on
Photonic Crystal

主题词: THz,调制器,缺陷,消光比,调制时间,插入损耗,光
子晶体
Keywords: THz, Modulator, Defects, Extinction Ratio,
Modulation Time, Insertion Loss, Photonic Crystal
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
太赫兹(THz,1THz=1012Hz)频段是位于红外光波和毫米波之间的电磁辐射区域,THz
通信可以解决高速率、超宽带无线接入问题,THz 波调制器是 THz 通信系统中关键器件。
而光子晶体作为一种新兴材料,被广泛的用于制作光通信系统中的调制器、光开关、滤波
器等各种功能器件,光子晶体技术和 THz 波技术的结合为设计出一种 THz 波调制器提供了
新的思路。因此,研究太赫兹波段的光子晶体调制器,对于发展 THz 技术具有重要意义。
然而在实际制作中,难免会引入各种各样的缺陷,这些缺陷会对调制器的性能产生各种影
响。在制备过程中,由于生长工艺或人为等因素而产生的缺陷改变了调制器的结构,此时
的调制器称为非理想状态下的 THz 波调制器。研究各种缺陷对调制器性能的影响,从而为
制作出性能优良的 THz 波调制器提供理论依据,为促进 THz 波通信技术的发展奠定基础。
本文首先分析了非线性光子晶体 THz 波调制器的调制原理,设计了一种调制器的结构,
该调制器采用点缺陷与线缺陷相结合的结构,同时引入光控砷化镓(GaAs)作为可调谐物质。
接着应用基于 FDTD的 FullWAVE 软件对调制器在理想状态下的消光比、调制时间和插入损
耗进行了仿真分析。然后仿真与计算了各种缺陷对此结构的调制器的性能影响,主要包括
以下三种点、线缺陷情况:半径变化,位错及点缺陷的形变,结果表明,介质柱的半径变
化、位错及点缺陷谐振腔形状变化对调制器的消光比影响最大,对调制时间影响较小,而
对调制器的插入损耗几乎没有影响。根据仿真结果,制定了每种缺陷的误差极限标准,为
将来大批量制造高性能的非线性光子晶体 THz 波调制器提供理论依据。最后介绍了非线性
光子晶体太赫兹波调制器在 THz 通信系统中的应用。

关键词:THz,调制器,缺陷,消光比,调制时间,插入损耗,光子晶体

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