微纳级二维光子晶体实现异常反射的紧凑型T分支分束器

本文主要探讨了一种基于二维（2D）光子晶体的紧凑型T分支分束器的设计与实现。该研究于2008年10月发表在《中国光学 letters》上，作者是来自中国矿业大学物理系、温州大学物理与通信学院以及上海微系统与信息技术研究所的科研团队。研究的核心内容是利用光子晶体的异常反射特性来设计一个尺寸仅为微米级的分束器。 对于垂直极化（TE）的入射光，这个紧凑的T分支结构能够将单束光分成两个沿相反方向传播的子束。值得注意的是，当入射角在一定范围内变化时，这两个分束的方向保持不变，这使得该分束器具有良好的角度稳定性。为了深入理解这一现象，研究者采用了耦合模理论（Coupled-Mode Theory, CMT）来分析分束器中截断界面的能流分布和能量损耗。 CMT是一种强大的工具，它能够模拟光子在不同模式间的相互作用，包括在光子晶体中的传播行为。通过理论分析和数值模拟，研究人员揭示了光子在2D光子晶体内部如何通过异常反射机制形成稳定的分束路径，以及如何通过优化结构参数来减少能量损失。这对于设计高性能的光子集成器件，如光路复用器、光开关等具有重要的应用价值。 总结来说，这篇论文不仅介绍了新型的光子晶体分束器的物理原理和设计方法，还展示了耦合模理论在光学器件分析中的实用性和精度。这对于理解光子在复杂介质中的行为，以及推动微纳光子学技术的发展具有重要意义。