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粒子群算法优化异质结构光子晶体环形腔滤波特性

陈颖 王文跃 于娜

粒子群算法优化异质结构光子晶体环形腔滤波特性

陈颖, 王文跃, 于娜
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  • 为了提高异质结构光子晶体环形腔滤波器的滤波特性,采用粒子群(PSO)算法对其结构参数进行全局优化. 以正方晶格光子晶体环形滤波器结构为优化对象,根据粒子群算法的位置——速度更新公式,对光子晶体缺陷处散射柱、耦合介质柱和内部介质柱的半径进行全局优化. 通过理论分析和数值模拟结果可以看出,滤波结构参数优化后,可实现单模窄带滤波. 与此同时,归一化透射率由53%提高到97%,证明了该优化算法的有效性,从而为该滤波结构在光电器件中的应用奠定了基础.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61201112,61172044)、河北省自然科学基金(批准号:F2013203250,F2012203169)和中国博士后科学基金(批准号:2012M510765)资助的课题.
    [1]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. 58 2059

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    John S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [3]

    Scalora M, Dowling J P, Tocci M, Bloemer M J, Bowden C M, Haus J W 1995 Appl. Phys. B 60 57

    [4]

    Xu Z L, Wu F G 2009 Acta Phys. Sin. 58 6285 (in Chinese) [许振龙, 吴福根 2009 物理学报 58 6285]

    [5]

    Liu H, Liu D, Zhao H, Gao Y H 2013 Acta Phys. Sin. 62 194208 (in Chinese) [刘会, 刘丹, 赵恒, 高义华 2013 物理学报 62 194208]

    [6]

    Park I, Lee H S, Kim H J, Moom K M, Lee S G, O B H, Park S G, Lee E H 2004 Opt. Express 12 3599

    [7]

    Wu F F, Shen Y F, Wang Y C, Han K, Zhou J, Zhang Y, Chen Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 017801 (in Chinese) [吴芳芳, 沈义峰, 王永春, 韩奎, 周杰, 张园, 陈琼 2011 物理学报 60 017801]

    [8]

    Chen H M, Meng Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 014202 (in Chinese) [陈鹤鸣, 孟晴 2011 物理学报 60 014202]

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    Yang C Y, Xu X M, Ye T, Miu L P 2011 Acta Phys. Sin. 60 017807 (in Chinese) [杨春云, 徐旭明, 叶涛, 缪路平 2011 物理学报 60 017807]

    [10]

    Ghaffari A, Monifi F, Djavid M, Abrishamian M S 2008 Optics Communications 281 5929

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    Gong C J, Hu X W 2007 Acta Phys. Sin. 56 927 (in Chinese) [龚春娟, 胡雄伟 2007 物理学报 56 927]

    [12]

    Jia W, Jiang L Y, Zheng G G, Li X Y, Li H P 2010 Optics & Laser Technology 42 382

    [13]

    Shen Y, Guo B, Gu T X 2005 Journal of UEST of China 34 696 (in Chinese) [沈艳, 郭兵, 古天祥 2005 电子科技大学学报 34 696]

    [14]

    Dong Y S, Zhang A N 2009 Informationization 13 4 (in Chinese) [董延胜, 张安年 2009 信息化纵横 13 4]

    [15]

    Wang X L 2009 Ph. D. Dissertation (Beijing: Beijing University of Post & Telecommunication) (in Chinese) [王晓玲 2009 博士学位论文(北京: 北京邮电大学)]

    [16]

    Kumar V D, Srinivas T, Selvarajan A 2004 Photonics and Nanostructures 2 199

    [17]

    Shang P G, Sacharia Albin 2003 Optics Express 11 167

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    Shang P G, Sacharia Albin 2003 Optics Express 11 167

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-23
  • 修回日期:  2013-09-09
  • 刊出日期:  2014-02-05

粒子群算法优化异质结构光子晶体环形腔滤波特性

  • 1. 燕山大学电气工程学院自动化仪表系, 秦皇岛 066004;
  • 2. 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室, 秦皇岛 066004;
  • 3. 燕山大学信息科学与工程学院, 秦皇岛 066004
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61201112,61172044)、河北省自然科学基金(批准号:F2013203250,F2012203169)和中国博士后科学基金(批准号:2012M510765)资助的课题.

摘要: 为了提高异质结构光子晶体环形腔滤波器的滤波特性,采用粒子群(PSO)算法对其结构参数进行全局优化. 以正方晶格光子晶体环形滤波器结构为优化对象,根据粒子群算法的位置——速度更新公式,对光子晶体缺陷处散射柱、耦合介质柱和内部介质柱的半径进行全局优化. 通过理论分析和数值模拟结果可以看出,滤波结构参数优化后,可实现单模窄带滤波. 与此同时,归一化透射率由53%提高到97%,证明了该优化算法的有效性,从而为该滤波结构在光电器件中的应用奠定了基础.

English Abstract

参考文献 (17)

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