随着大规模集成电路的不断发展，电子芯片的集成度己经接近极限，因此

人们希望通过光子芯片取代或部分取代电子芯片来更高速的传递、控制信息。

在过去20多年中，以微纳光子学为基础的光子集成回路和光电混合集成回路得

到不断的发展，但是微纳光波导和光子功能器件仍不能满足目前光子集成回路

的要求，因此还有待研究人员的进一步研究。本论文理论上提出并设计了几种

可用于未来大规模光子集成回路的微纳光波导与光子功能器件。

    本文的研究内容包括以下几个方面:                                1.基于缝隙波导光增强原理，提出并设计了两种低折射率限光型微纳缝隙光

    纤:环形缝隙微纳光纤和椭圆缝隙微纳光纤。研究发现，环形低折射率缝

    隙微纳光纤TMO 1模式具有高低折射率限光效率，低折射率光增强以及非

    线性增强等特性;椭圆缝隙微纳光纤HE11模式除了以上性质外还具有很

    高的双折射。

2.研究了平面周期性电介质光波导的慢光特性，设计了同时支持TE和TM

    模式低群速度、低群速度色散、高延迟带宽积的周期性电介质波导。基于

    周期性电介质波导设计了高色散(慢光)微环形腔，讨论了高色散微腔对

    光学双稳态阂值的降低作用。                                      3.研究了光子晶体线缺陷波导、偏振无关自准直光子晶体以及周期性电介质

波导的双折射特性。设计了高性能(相位精度士0.01)宽带(> 1 OOnm

消色差低阶波片以及基于等效双折射概念的甚高阶光波片(500阶)。

4.提出了偏振波长上下话路器的思想，基于光子晶体波导与微腔祸合系统，

设计了两种二维光子晶体偏振波长上下话路器。所设计器件在工作波长可

以同时实现偏振分束和波长信号上载/下载功能。基于光子晶体带边模叠

加原理设计了三种基于一维光子晶体异质结结构的偏振带通滤波器，分别

为斜入射各向同性、正入射各向异性一维光子晶体单偏振带通滤波器和斜

入射各向异性一维光子晶体双偏振带通滤波器。