基于级联非线性微腔的全光二极管研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2017.06.003

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (6): 15-19.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.06.003

基于级联非线性微腔的全光二极管研究

李潮^1,2 王敏¹刘道柳¹ 胡永禄¹ 吴俊芳^1,2

1．华南理工大学物理与光电学院，广东广州 510640; 2．威斯康星大学麦迪逊分校，美国威斯康星麦迪逊 53705

收稿日期:2016-03-18 修回日期:2017-01-16 出版日期:2017-06-25 发布日期:2017-05-02
通信作者: 李潮(1976-)，男，博士，副教授，主要从事微纳光子学领域的研究． E-mail:lichao@scut.edu.cn
作者简介:李潮(1976-)，男，博士，副教授，主要从事微纳光子学领域的研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(11304099);广东省自然科学基金资助项目(S2013040015639);华南理工大学中央高校基本科研业务费面上项目(2014ZM0077)

Investigation into All-Optical Diode Based on Cascaded Nonlinear Microcavity

LI Chao^1,2WANG Min¹ LIU Dao-liu¹ HU Yong-lu¹ WU Jun-fang^1,2

1.School of Physics and Optoelectronics,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2.University of Wisconsin-Madison,Madison 53705,Wisconsin,USA

Received:2016-03-18 Revised:2017-01-16 Online:2017-06-25 Published:2017-05-02
Contact: 李潮(1976-)，男，博士，副教授，主要从事微纳光子学领域的研究． E-mail:lichao@scut.edu.cn
About author:李潮(1976-)，男，博士，副教授，主要从事微纳光子学领域的研究．
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(11304099)and the Natural Science Foundation of Guangdong Province(S2013040015639)

摘要/Abstract

摘要： 全光二极管是未来光通信和光计算中的关键器件之一．文中通过仿真实验，利用时域有限差分法研究了一种新型非线性光子晶体全光二极管的非互易光传输特性，提出通过利用两个超短脉冲泵浦对光子晶体直接耦合微腔与侧边耦合微腔分别进行泵浦，以对两个微腔的非线性光学双稳态进行精确调控，从而在较宽的工作带宽内(0． 44nm，是已报道的数十倍)实现信号光的单向高透射率(可达 90%)，同时可获得较高的正反向传输对比度(超过 80)．

关键词: 全光二极管, 光子晶体, 光学双稳态, 时域有限差分法

Abstract:

All-optical diode is one of the key devices of future optical communication and photonic computer.In this paper,the nonreciprocal optical transmission characteristics of a new-type all-optical diode based on nonlinear photonic crystal (PC) are analyzed by means of finite difference time domain,and two ultrashort pulse lasers are used to pump the PC directly-coupled microcavity and the side-coupled microcavity,respectively,so that the non- linear optical bistable state of the two microcavities can be accurately adjusted and a high-performance optical di- ode,which is of a unidirectional transmission rate up to 90% and a forward-reverse transmission contrast ratio of more than 80,is realized in a broad operating bandwidth of more than 0. 44nm (dozens of times that in the litera- ture).

Key words: all-optical diode, photonic crystal, optical bistable state, finite difference time domain

中图分类号:

TN256

李潮王敏刘道柳胡永禄吴俊芳. 基于级联非线性微腔的全光二极管研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(6): 15-19.

LI Chao WANG Min LIU Dao-liu HU Yong-lu WU Jun-fang. Investigation into All-Optical Diode Based on Cascaded Nonlinear Microcavity[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2017, 45(6): 15-19.

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基于级联非线性微腔的全光二极管研究

Investigation into All-Optical Diode Based on Cascaded Nonlinear Microcavity

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