光子晶体波导慢光技术(5)

介绍慢光的进展

Ｖ０１．４４，Ｎｏ．１０

光子晶体

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图１０微变参量光子晶体波导

图８损耗测量的实验与理论数据

图９理想能带随着入射光频率变化移动

图１ｌ色散特性互补的耦合光子晶体

图９为具有啁啾结构的光子晶体波导的带边光滑移动示意图。通过这种方式移动带边，就可以实现光信号不同频率分量在不同的波导位置获得慢光。这幅图并不是光子晶体波导的实际带边，而是理想色散补偿带边，同时具有零群速度点和弯曲点。如果通过啁啾移动这种带，光将在正色散或负色散下传播，色散将得到补偿。此外，啁啾结构中，远离慢光出现的位置，由于群折射率ｎ。逐渐变化，在设备输出处ｎ。一佗。这对反射损耗的抑制也有作用。

这种理想能带可以通过光子晶体波导结构的调整实现。目前，主要有三种方法可以对光子晶体波导进行调整：１１波导参量的调整；２１由两个具有相反色散特性的光子晶体波导组成的定向耦合器；３１由两种同样的光子晶体波导组成的耦合波导。第一种方法

包括增大光子晶体平板孔径的大小或是压缩线缺陷的宽度等。德国的Ａ．ＹｕＰｅｔｒｏｖ研究组通过改变波导宽度，理论上得到１

ＴＨｚ

波导

Ｂａｂａ研究小组在２００４年提出㈣，虽然获得了ｃ／３５０的低群速，然而，由于非对称失调，其反射损耗较为严重。在随后的２００５年他们又提出了第三种光子晶体啁啾结构㈣，这种结构采用两个完全相同的波导，并在水平方向上对邻近小孑Ｌ进行平移，如图１２所示。他们在６７０ｇｍ样品中获得ｌＩＩＳ的延迟，信号带宽可以达到４０方法的反射损耗可以忽略。

ＧＨｚ，

带宽０．０２Ｃ的亚群速脉冲［２３１。丹麦的Ｆｒａｎｄｓｅｎ研究组主要采用改变孑Ｌ径大小的方式【舶】，如图１０所示，由于光子态主要局域在波导邻近的两排小孔，所以选择减小第一排邻近孔的直径，并增加第二排邻近孔的直径，使波导模具有理想带的结构。最终在实验上获得了带宽为１１ｎｌｎ，群速度在ｃ／３４左右的慢光，损耗为３０

ｄＢ／

理论上损耗可以低到０．１１ｄＢ。这种

１ＹＩＩｔｌ。第二种方法与第一种完全不同，如图１１所示，在光子晶体定向耦合器中增加中心区域孔径可以产生偶对称模的理想带。因此，把一束光分成两束同相位的光注入到定向耦合器中就变得很有意义，选择偶对称模即可产生慢光。这种方法由日本的Ｔｏｓｈｉｈｉｋｏ

６我国的研究情况

近年来，我国也开始了慢光的研究。２００４年，北大陈徐宗等在铯原子电磁感应透明介质中观察到了慢光现象㈣。同年，南开大学的张国权教授利用相位耦合色散效应在室温条件下的Ｂｉｌ２ｓｉＯｍ

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