光子晶體可控制光子的運動,是光電集成、光子集成、光通信的一種關鍵性基礎材料。用光子晶體器件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子器件,將會引起光通信領域的一場革命,信息通訊的速度快得無法想象。 m>^#:JK
首先,光子晶體波導具有優(yōu)良的彎曲效應。在一般的光纖波導中,當波導拐彎時,全內(nèi)反射條件不再有效. 因此會漏掉部分光波能量,使傳輸效率降低。而光子晶體彎曲波導中,所利用的是不同方向缺陷模共振匹配原理。原則上只要達到模式匹配,不管拐多大彎,都能達到很高的傳輸效率。 #PMi6q~Z
此外,光子晶體還可用于制造各種性能優(yōu)良的光通訊器件,如光子晶體激光器。在傳統(tǒng)的激光器中存在著一些問題。例如,激光器的發(fā)射波長的變化使傳輸損耗發(fā)生變化,這對波分復用系統(tǒng)是十分不利的,而且隨著激光器功率的增加,激光器的線寬趨于飽和,并開始重新展寬,這對于相干光纖通信,特別是PDM調制十分不利。激光器的輻射角雖然比LED已經(jīng)大大減小,但仍然不理想,這也導致了激光器的耦合效率不高,只能達到30% - 50%。而在激光器中引入一帶有缺陷的光子晶體,使缺陷態(tài)形成的波導與出射方向成一樣的角度,這樣,自發(fā)輻射的能量就幾乎可以全部用來發(fā)射激光,這就大大降低了激光器的閾值。目前,人們正在進行著無閾值激光器的研究。 o[k,{`M0
光子晶體在光通信系統(tǒng)中還有其它許多應用,如光開關、光放大和光交換機等新型器件。光子晶體優(yōu)良的特性,以及其在光電子領域巨大的應用潛力,必將推動光通信技術的飛速發(fā)展。目前光子晶體正處于深入研究和應用推廣階段,許多美好的設想成為現(xiàn)實,還有待對光子晶體進行大量的研究工作。光子晶體電路和裝置的出現(xiàn)看起來只是時間問題。
