光子晶体波导慢光技术

介绍慢光的进展

Ｖ０１．４４，Ｎｏ．１０

光子晶体

０ｃｔ２００７

光予晶体波导慢光技术

ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｌｏｗＬｉｇｈｔｉｎＰｈｏｔｏｎｉｃＣｒｙｓｔａｌ

Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ

掌蕴东翁文喻波袁萍

ｆ哈尔滨Ｉ：业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室，哈尔滨ＺＨＡＮＧＹｕｎｄｏｎｇ，ＷＥＮＧＷｅｎ，ＹＵＢｏ，ＹＵＡＮＰｉｎｇ（ＳｔａｔｅＫｅｙ

Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ

ｏｆＴｕｎａｂｌｅＬａｓｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｍｉｃｓ，Ｈａｒｂｉｎ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

ｏｆ

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｈａｒｂｉｎ１５００ｓ０）

摘要介绍了光子晶体波导中慢光产生的基本原理，指出目前慢光传输的主要测量手段及热点研究问题，对

三种常见的光子晶体波导优化结构进行了简单介绍。

关键词光子晶体；慢光；波导；光延迟线

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｅ

ｍｅｃｈａｎｉｓｍ

ｏｆ

ｓｌｏｗａｎｄ

ｌｉｇｈｔｇｅｎｅｒａｔｅｄｐｒｏｂｌｅｍｓ

ｏｆｓｌｏｗ

ｉｎ

ｐｈｏｔｏｎｉｃｌｉｇｈｔ

ｃｒｙｓｔａｌ

ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ

ａｒｅ

ｉｓ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｍａｉｎ

ｉｍｐｒｏｖｅｄ

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ａｒｅ

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ｏｕｔ．Ｔｈｒｅｅ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ。

ｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌ；ｓｌｏｗｌｉｇｈｔ；ｗａｖｅｇｕｉｄｅ；ｏｐｔｉｃａｌｄｅｌａｙｌｉｎｅ

中图分类号０４３１

ｌ引言

近年来，控制光波在介质中传输的速度已经成为光学领域的一个研究热点。从实现光速减慢的方法上来说，大体可分为ｒ１１通过控制光的吸收、增益来改变光学介质的色散；ｆ２）改变介质的宏观光学性质来改变光速。第一种方法通常用到非线性光学技术，例如：电磁感应透明技术ＩＩ，引，相干布居振荡技术【３，４】，和受激布里渊散射㈣等。第二种方法利用法布里一珀罗谐振腔及光子晶体等。光子晶体波导慢光相对于其他慢光技术而言，其最大的优点就是可

在室温下产生慢光，并且装置可做得更加紧凑【６】，在光学延迟线、全光缓存、光通信等领域具有巨大的应用前景。

光子晶体根据空问分布的周期性可分为：一维、二维和三维光子晶体，其共同特征是具有光子禁带，即频率处于禁带范围内的光子都不能在光子晶体中传播。在二维光子晶体平板引入一个线缺陷即可产生光波导。这种结构的光子晶体波导由于制作相对简单且具有三维光子晶体的某些特性而受到青睐。在光子晶体平板波导中，光被限制在垂直方向，水

平方向的光受到光子带隙的限制。如果能够在光子晶体波导中控制光速，就可以将其应用到许多技术领域中，如延迟线技术、光缓存、光信号无畸变存储、回旋积分计算和其他要求时间操作的光计算，使光量子信息处理成为可能罔。１９９９年，Ｊ．Ｄ．Ｊｏａｎｎｏｐｏｕｌｏｓｆｕ就对光子晶体平板单模波导特性进行了详尽的分析，而慢光波导的研究从２００３年以后得到迅速发展，各国科学家先后在理论和实验上获得慢光【ｌｏ。引，其中，以２００５年ＩＢＭ科学家ＹｕｒｉｉＡ．Ｖｌａｓｏｖ等在自然杂志上发表的在光子晶体波

Ⅵｒ、ｖｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ