【摘 要】
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光存储是实现全光通信中重要的一环,其在光信号处理、芯片集成等方面有着重要作用。光存储（延迟）技术的关键是使光速大大下降,而光存储技术研究最多的是电磁感应透明（EIT）效应。当前应用EIT效应的光存储机制受到延迟-带宽限制,通常为了获得大延迟量而形成的极窄EIT峰谱宽使得工作带宽非常小,进而导致延迟-带宽乘积很小。人们发现通过对光存储系统进行动态调制可以突破延迟带宽限制,但现有的动态调制系统存在不足
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光存储是实现全光通信中重要的一环,其在光信号处理、芯片集成等方面有着重要作用。光存储（延迟）技术的关键是使光速大大下降,而光存储技术研究最多的是电磁感应透明（EIT）效应。当前应用EIT效应的光存储机制受到延迟-带宽限制,通常为了获得大延迟量而形成的极窄EIT峰谱宽使得工作带宽非常小,进而导致延迟-带宽乘积很小。人们发现通过对光存储系统进行动态调制可以突破延迟带宽限制,但现有的动态调制系统存在不足,比如需要严格的相位匹配条件,超高速地调制Q因子等。为了克服上诉困难,我们设计了一种基于光子晶体级联微腔-波导同侧耦合结构,借助动态类EIT效应实现了高效、可控的光存储系统。我们从理论上和仿真实验上研究了基于光子晶体级联微腔-波导同侧耦合系统的类EIT效应,分析了微腔间传输相位差、微腔谐振频率差值、微腔-波导耦合系数对系统中类EIT效应的影响。在此基础上进一步探讨了基于类EIT效应的可控光存储和释放的物理机制,并通过FDTD仿真实验对几种不同微腔间距的光子晶体级联微腔-波导同侧耦合系统进行了研究,利用动态微腔折射率调制成功实现了光存储系统高Q和低Q模式间的切换,最终实现了高效的可控光存储和按需释放。更为重要的是,该动态光存储系统突破了延迟-带宽乘积的限制,所获得的延迟-带宽乘积超过1200,远高于传统的静态光存储/慢光系统（不超过2π）,并且光存储寿命超过4.7 ns。本文的内容框架是:第一章主要介绍了光子晶体的概念、用途和常见的制备方法,及光存储的研究进展。第二章我们介绍了光子晶体的理论基础和研究方法;第三章我们重点在于设计能够产生类EIT效应的光子晶体级联微腔-波导同侧耦合系统;第四章我们结合理论分析和仿真实验,对如何进行动态光存储、突破延迟-带宽乘积的限制进行了探讨。
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