二次多项折射率光波导的近似本征模场

对任意折射率分布的非对称平面光波导,用W、K、B、方法推导了近似本征模场表示式和模方程。对二次多项式折射率平面光波导导出了模式场和模方程的显式表示。此近似解较作者以前给出的用抛物柱形函数表示的精确解简单,便于计算.数值计算表     

基于硅的阵列波导光栅的理论分析

为了研究平面光波导光栅的理论和设计方法,采用波导模场的高斯近似和有效折射率法对波导进行计算,在不考虑平面波导有效折射率的色散效应和近轴近似条件下,分析了阵列波导光栅近似设计理论,经模拟设计与实际设计参数对比,得到了正确的方法,并简化了计算结果.结果表明,这种近似理论为阵列波导光栅的工程设计提供了一种简单实用的计算方法.     

梯形截面介质光波导的模方程

本文简化了有效折射率法和WKB法对梯形截面介质光波导传输特性的分析过程,给出了计算E_(mn)~X模有效折射率的近似模方程,并用数值计算结果和实验结果检验了该模方程的精度。     

1×8阵列波导光栅型波分复用/解复用器设计的一种简单方法

用有效折射率法,采用近轴近似和波导模场分布的高斯近似,简化了阵列波导光栅 (AWG)器件的设计过程中繁杂的计算,且保证了器件的性能指标.给出了设计思路,并给出了1×8路、中心波长为1550.9nm,波长间隔为1.6nm的AWG波分复用/解复用器的设计实例.     

1×8阵列波导光栅型波分复用/解复用器设计的一种简单方法

用有效折射率法 ,采用近轴近似和波导模场分布的高斯近似 ,简化了阵列波导光栅( AWG)器件的设计过程中繁杂的计算 ,且保证了器件的性能指标 .给出了设计思路 ,并给出了 1× 8路、中心波长为 1 550 .9nm,波长间隔为 1 .6nm的 AWG波分复用 /解复用器的设计实例     

SOI梯形截面光波导的模式分析

采用有效折射率和转移矩阵理论相结合的方法得到了SOI梯形光波导的本征模方程。计算得到的有效折射率与WKB法相比误差不超过10^-5,其垂直方向电场分布与BPM模拟结果基本相符。首次得到了SOI梯形波导的单模曲线和其近似解析表达式,此结果与修正的WKB法一致。     

高斯折射率分布Cu+-Na+离子交换玻璃波导的制备

利用Cu+ Na+ 离子交换技术制备了玻璃平面光波导 ,在 6 32 8nm波长下 ,用棱镜耦合技术测量出所制备波导的有效折射率 ,利用反WKB方法确定了平面光波导的折射率分布 ,并对折射率分布进行了函数拟合 ,近似符合高斯分布。求出了所制备玻璃平面光波导在 5 80℃的扩散系数为De ≈ 2 2 2 3× 10 -15m2 /s。     

电场辅助离子交换制备玻璃光波导

使用电场辅助离子交换和热离子交换技术在玻璃基片上制作了平板波导。实验结果表明,这两种方法制作的波导的有效折射率分布不同,电场辅助离子交换技术制作的波导有效折射率呈近似阶跃型分布,而热离子交换制作的波导有效折射率分布为渐变型。经数值计算发现,近似阶跃型折射率分布的波导对光场限制得更好,更适用于制作有源光器件和集成光器件。     

具有1/ch~2界面的介质光波导的模方程

运用有效折射率法和WKB法导出了具有1/ch~2界面的介质光波导的近似模方程.实算表明用此模方程可方便迅速地分析和计算这类光波导的传输特性,并能得到较为精确的结果.     

非对称结构阵列波导光栅解复用器的传输效率

基于光波导模场分布的高斯函数近似表达式,给出非对称结构阵列波导光栅解复用器信号通道对其中心波长光谱响应度的函数表达式,分析了光谱响应度与器件基本参数的关系.基于实际通道信号光谱分布的高斯函数近似表达,给出非对称结构阵列波导光栅解复用器信号通道对实际输入信号的传输效率,分析了输入信号光谱宽度对器件通道实际传输效率的影响.     

阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率

针对阵列波导光栅设计中自由传播区模式有效折射率的确定问题,提出了一种采用加权等效模式折射率作为自由传播区模式有效折射率的方法。通过引入慢变包络近似条件并采用吸收边界条件的一阶Galerkin有限元法,给出了阵列波导光栅自由传播区仅含有磁场分量的全矢量波动方程组。在此基础上,基于三维全矢量束传播法对自由传播区光场进行了模式分析,并结合导模传输分析法,推导给出了加权等效模式折射率的表达式,为阵列波导光栅设计中自由传播区模式折射率的确定提供了一个理论依据。     

光致折变Taper光纤耦合器的耦合波分析

研究利用光纤中光致折变效应研制的光纤波导折射率沿轴向渐变的Ｔａｐｅｒ器件的模式耦合特性．在标量场近似下，用本地模表示的方法分析在阶梯折射率分布光纤和平方律折射率光纤的轴向折射率渐变过渡结构中传输的基模向反向散射模和高价模的耦合。对阶梯折射李光纤两种不同折射率Ｔａｒｅｒ结构的数值计算结果表明：在折射率变化相对缓慢情况下，这种折射率Ｔａｐｅｒ耦合器的基模反向散射和向高阶模的耦合都很小；基模能够自适应地调节以适应波导折射率的渐变，具有优良的传输性能．     

金属包覆平板波导模式特性的有限元法分析

采用有限元法（FEM）分析了具有复数折射率的金属包覆介质波导的模折射率与模场分布情况。计算了具有损耗层的6层介质平板波导模折射率，并与解析解比较，二者有较好的一致性；分析了金属包覆3层平板波导中TM模折射率与波导芯厚度的变化关系，计算了金属包覆5层平板波导中TM模折秧经与金属层厚度的变化关系，并结合对模场分布的分析对模式进行了定性判断，给出了其模式演变过程。     

焦磷酸质子交换LiNbO3光波导制备技术研究

采用焦磷酸质子交换技术制备LiNbO3光波导,总结了交换条件、退火工艺和波导特性的实验结果,报告了表面腐蚀情况和单模条件。测量分析了退火前后波导折射率分布的变化,采用循环迭代法拟合折射率分布。结果显示退火前后的折射率分别呈近似阶梯和近似指数的分布,均可用费米函数良好地描述。     

铜离子交换单步掩埋BK7玻璃波导的制备与表征

利用Cu离子交换技术制备了BK7玻璃平面光波导,在6328nm波长下,用棱镜耦合技术测量出所制备波导的有效折射率,利用反WKB方法计算并确定了平面光波导的折射率分布,通过对折射率分布进行函数拟合,发现离子交换后的样品折射率分布近似符合改进后的高斯分布,样品的折射率分布似乎是一个掩埋波导的折射率分布,求出所制备玻璃平面光波导在570℃的扩散系数De≈12133×10-14m2s。同时,对所制备波导进行了电子显微镜(EMS)和次级离子质谱(SIMS)测试,得到了铜离子在玻璃表面的浓度分布,从而证明了实验所得到的BK7玻璃平面光波导是掩埋波导。这种掩埋平面波导是由单步Cu离子交换技术得到的。     

焦磷酸质子交换LiNbO_3光波导制备技术研究

采用焦磷酸质子交换技术制备 ＬｉＮｂＯ３光波导,总结了交换条件、退火工艺和波导特性的实验结果,报告了表面腐蚀情况和单模条件。测量分析了退火前后波导折射率分布的变化,采用循环迭代法拟合折射率分布。结果显示退火前后的折射率分别呈近似阶梯和近似指数的分布,均可用费米函数良好地描述。     

基于厄米-高斯函数法研究1维光子晶体波导

为了对折射率型1维光子晶体缺陷波导中的光传输进行有效数值模拟,采用此类型波导的厄米-高斯函数展开方法进行了研究。首先给出了计算方法的详细理论推导,然后利用该方法计算了偏振态不同、结构参量不同的情况下波导本征模式的色散关系、模场空间分布、能量控制因子及等效折射率。结果表明,1维光子晶体缺陷波导与阶跃平面光波导主要差别在于高阶模式,且可通过调节1维光子晶体的结构参量来有效调控高阶模式的传输。     

介质平面光波导TE0模模场分布的高斯近似

基于介质平面光波导端面无受限衍射场光束的光束传输因子的特点,阐明光波导TE0模模场分布采用高斯分布近似表达的合理性。基于场分布间的匹配效率计算公式,提出采用等效匹配效率方法确定用于高斯近似表达的等效模场半宽度,给出基于光波导芯层半宽度和归一化芯层驻波参量和归一化包层倏逝波参量表达的光波导等效模场半宽度的函数表达式,给出高斯近似分布与光波导本征场分布的匹配效率,阐明采用等效匹配效率方法确定等效模场半宽度的合理性。采用求解方程组的方法,给出基于光波导芯层半宽度和归一化频率表达的光波导等效模场半宽度的拟合函数表达式,并基于拟合引起的误差分析阐明了拟合函数表达式的精确性。     

基于有效折射率法的多层光波导模式数值分析

文章针对具有实际使用价值的多层光波导计算了有损耗波导准横电(Quasi-TE)模、准横磁(Quasi-TM)模有效折射率与横电/横磁(TE/TM)模电磁场曲线分布。计算了6层损耗波导TE/TM模式，分析了多层波导模式的有效射折率和电磁场曲线分布与波导结构的内在关系，并且利用有效折射率法完成Quasi-TE/TM模式的有效折射率计算，得到了TM模式有效折射率与模式阶数非单调递减、损耗波导模式更为丰富等结论。文章的研究工作可以为实际光波导器件设计、制作及应用提供理论基础。     

椭圆光波导解析解及第一个高阶模的截止频率研究

本文对椭圆光波导进行了严格的求解，得到了模场的精确解析解，导出了模式特征方程，并且证明了圆光波导仅是椭圆光波导的一个特例。文中还对第一个高阶模的特征方程进行一数值求解，得出不同椭圆度下的有效折射率与归一化频率的关系曲线及第一个高阶模的归一２化截止频率随椭圆比的变化。