微腔旋转对耦合腔光波导群速度的影响

张建心; 屈道宽; 冯帅; 王义全; 王传奎

doi:10.7498/aps.58.8339

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微腔旋转对耦合腔光波导群速度的影响

张建心 , 屈道宽 , 冯帅 , 王义全 , 王传奎

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唯象论的经典领域

微腔旋转对耦合腔光波导群速度的影响

张建心, 屈道宽, 冯帅, 王义全, 王传奎

物理学报, 2009, 58(12): 8339-8344.

doi: 10.7498/aps.58.8339

Effect of rotating cavities on the group velocities of the coupled-resonater optical waveguides

Zhang Jian-Xin, Qu Dao-Kuan, Feng Shuai, Wang Yi-Quan, Wang Chuan-Kui

Acta Phys. Sin., 2009, 58(12): 8339-8344.

doi: 10.7498/aps.58.8339

摘要
本文利用多重散射方法和时域有限差分方法，理论研究了微腔旋转对二维正方晶格光子晶体耦合腔光波导群速度的影响.研究结果表明，通过旋转微腔可以造成传播模的模式分裂，从而实现群速度的降低.当微腔旋转角度为45°时，传播模的群速度最小，两个传播模的群速度分别达到了0.0016倍和0.0009倍于真空光速，与微腔未旋转时相比降低了一个数量级.上述两种传播模群速度的差别是由传播模的空间对称性决定的.

关键词:
二维光子晶体 /

耦合腔光波导 /

群速度
Abstract
In this article，the influence of cavity rotation on the group velocities of the coupled-resonator optical waveguides，which consists of the two-dimensional square-lattice photonic crystal，is studied theoretically by the multiple-scattering method and the finite-difference time-domain method. Simulation results show that the original single propagation mode becomes two modes when the cavities within the waveguide are rotated alternately，and the group velocities of the modes is reduced greatly. When the rotated angle of the selected cavities is 45°，the group velocities of the propagating modes can be reduced by one order of magnitude. Compared with that of the coupled-resonator optical waveguide without rotation of selected cavities，the two velocities get their minimum value，which are 0.0016c and 0.0009c respectively. The difference between them is determined by the symmetry of the propagating modes.

Keywords:
2D photonic crystal /

coupled-resonator optical waveguide（CROW） /

group velocity
作者及机构信息
张建心¹,

屈道宽²,

冯帅³,

王义全³,

王传奎¹

(1)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014; (2)中国矿业大学理学院，北京 100083; (3)中央民族大学理学院，北京 100081

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：10674185，10904176）和国家重点基础研究发展计划（批准号：2006CB921702）资助的课题.
Authors and contacts
Zhang Jian-Xin¹,

Qu Dao-Kuan²,

Feng Shuai³,

Wang Yi-Quan³,

Wang Chuan-Kui¹

(1)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014; (2)中国矿业大学理学院，北京 100083; (3)中央民族大学理学院，北京 100081
参考文献

施引文献

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[2]	陈培专, 于莉媛, 牛萍娟, 付贤松, 杨广华, 张建军, 侯国付. 锥形二维光子晶体太阳电池数值模拟. 物理学报, 2018, 67(2): 028802. doi: 10.7498/aps.67.20171689
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[6]	梁文耀, 张玉霞, 陈武喝. 低对称性光子晶体超宽带全角自准直传输的机理研究. 物理学报, 2015, 64(6): 064209. doi: 10.7498/aps.64.064209
[7]	姜其畅, 刘超, 刘晋宏, 张俊香. 原子系统中远失谐脉冲光束对的群速度操控. 物理学报, 2015, 64(9): 094208. doi: 10.7498/aps.64.094208
[8]	叶荣, 张彬, 李恪宇. 利用群速度匹配的级联二阶非线性实现超短激光脉冲压缩. 物理学报, 2013, 62(9): 094212. doi: 10.7498/aps.62.094212
[9]	孟冬冬, 刘晓东, 张森林. 倒Y型四能级量子系统中亚光速和超光速传播现象的转换研究. 物理学报, 2011, 60(2): 020305. doi: 10.7498/aps.60.020305
[10]	沈宏君, 田慧平, 纪越峰. 一种新型无色散慢光光子晶体薄板波导. 物理学报, 2010, 59(4): 2820-2826. doi: 10.7498/aps.59.2820
[11]	鲁辉, 田慧平, 李长红, 纪越峰. 基于二维光子晶体耦合腔波导的新型慢光结构研究. 物理学报, 2009, 58(3): 2049-2055. doi: 10.7498/aps.58.2049
[12]	杜晓宇, 郑婉华, 任刚, 王科, 邢名欣, 陈良惠. 二维光子晶体耦合腔阵列的慢波效应研究. 物理学报, 2008, 57(1): 571-575. doi: 10.7498/aps.57.571
[13]	程旭攀, 曹全喜. 二维圆柱形光子晶体的完全禁带研究. 物理学报, 2008, 57(5): 3249-3253. doi: 10.7498/aps.57.3249
[14]	赵明明, 吕燕伍, 余家新, 庞许倩. 旋转对二维正方晶格介质柱内空结构光子晶体禁带的影响. 物理学报, 2008, 57(2): 1061-1065. doi: 10.7498/aps.57.1061
[15]	谢根全, 夏平. 基于微极性弹性力学的碳纳米管中波的传播特性. 物理学报, 2007, 56(12): 7070-7077. doi: 10.7498/aps.56.7070
[16]	龚春娟, 胡雄伟. 遗传算法优化设计三角晶格光子晶体. 物理学报, 2007, 56(2): 927-932. doi: 10.7498/aps.56.927
[17]	汪静丽, 陈鹤鸣. 二维棋盘格子复式晶格的完全光子带隙研究. 物理学报, 2007, 56(2): 922-926. doi: 10.7498/aps.56.922
[18]	冯立娟, 江海涛, 李宏强, 张冶文, 陈鸿. 光子晶体耦合腔波导的色散特性. 物理学报, 2005, 54(5): 2102-2105. doi: 10.7498/aps.54.2102
[19]	田　洁, 韩守振, 程丙英, 李志远, 冯　帅, 张道中, 金爱子. 部分空气桥式硅膜二维光子晶体. 物理学报, 2005, 54(3): 1218-1221. doi: 10.7498/aps.54.1218
[20]	胡巍, 卢光山, 杨振军, 郭弘, 刘承宜. 空间诱导群速度色散的数值研究. 物理学报, 2003, 52(3): 570-574. doi: 10.7498/aps.52.570

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物理学报. 2009, 58(12): 8339-8344.

doi: 10.7498/aps.58.8339.

微腔旋转对耦合腔光波导群速度的影响

1. (1)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014; (2)中国矿业大学理学院，北京 100083; (3)中央民族大学理学院，北京 100081

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：10674185，10904176）和国家重点基础研究发展计划（批准号：2006CB921702）资助的课题.

收稿日期: 2009-01-06
修回日期: 2009-03-03
刊出日期: 2009-06-05

摘要: 本文利用多重散射方法和时域有限差分方法，理论研究了微腔旋转对二维正方晶格光子晶体耦合腔光波导群速度的影响.研究结果表明，通过旋转微腔可以造成传播模的模式分裂，从而实现群速度的降低.当微腔旋转角度为45°时，传播模的群速度最小，两个传播模的群速度分别达到了0.0016倍和0.0009倍于真空光速，与微腔未旋转时相比降低了一个数量级.上述两种传播模群速度的差别是由传播模的空间对称性决定的.

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作者及机构信息

(1)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014; (2)中国矿业大学理学院，北京 100083; (3)中央民族大学理学院，北京 100081

Authors and contacts

(1)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014; (2)中国矿业大学理学院，北京 100083; (3)中央民族大学理学院，北京 100081

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Effect of rotating cavities on the group velocities of the coupled-resonater optical waveguides

1.
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(1)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014; (2)中国矿业大学理学院，北京 100083; (3)中央民族大学理学院，北京 100081

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Effect of rotating cavities on the group velocities of the coupled-resonater optical waveguides

1. (1)山东师范大学物理与电子科学学院，济南 250014; (2)中国矿业大学理学院，北京 100083; (3)中央民族大学理学院，北京 100081

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