两种模场半宽的定义在计算角向偏移损耗中的误差比较

本文提出了任意折射率分布单模平面光波导模场半宽的近场二阶矩定义ω_(BMS),导出了角向偏移损耗的准确式、近场二阶矩定义下的近似式及其误差估计式。对阶跃对称单模平面光波导的计算表明:在常用工作参数范围内,当归一化角向偏移量较小时,用ω_(BMS)算得的角向偏移损耗比用高斯最小二乘拟合模场半宽算得的结果更准,而且用误差估计式来估算用W_(BMS)计算角向偏移损耗的误差是合适的。     

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.     

高斯分布扩散光波导模式的渐近展开分析

本文用适当的多项式函数近似扩散光波导的高斯折射率分布函数,推导了导模有效折射率的解析形式渐近解。给出了利用渐近解公式,由模有效折射率的测量值确定波导表面折射率和扩散深度的方法。实例说明,对模数较少的波导,这个方法比其它近似方法精确。     

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.     

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。     

求解非均匀平面波导导模的一种新方法

本文给出一种新方法,用多层平板波导逼近非均匀平面波导,借助递推公式用牛顿切线法求解本征值方程,以求出非均匀平面波导导模的传播常数与模场分布。本方法优点在于程序简短通用,计算工作量小,求得结果与精确数值解十分吻合(直至近截止区)。本文给出了各种类型的非对称与对称渐变折射率平面波导的结果。     

Fermi折射率光波导的场分布和模方程

发展了有关Fermi折射率平面光波导模式的研究,给出了对a和d的任意组合值都适用的场分布和模方程的精确公式。     

对称非线性包层平板多量子阱波导TE模的传播特性

分别用精确计算和方均根近似方法得到了包层及衬底均为非线性Ｋｅｒｒ型介质、芯区为多量子阱的对称平板波导中ＴＥ模的传播特性。数值计算表明,当芯区多量子阱的层数较多时,方均根近似方法得到的结果与用精确方法得到的结果一致,此时多量子阱波导可以等效为均匀介质。对于自聚焦情况,在合适的光功率下,当分界面处包层（及衬底）的有效折射率与芯区折射率相等时,芯区的场分布呈均匀分布而两侧的场呈指数式衰减;功率继续增大时,场分布的极值进入芯区两侧,而芯区场分布呈下凹形。对于自散焦情况,波导对导波场有较强干线性波导的束缚作用,且随光功率的增大而增强。     

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．     

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。     

求解渐变折射率分布平面光波导模式的数值方法

本文用多种数值方法（积分插值法、有限元法及幂法）对具有渐变折射率分布的平面光波导率征方程进行了理论计算。这些方法不仅适用于任意的折射率分布，而且能够达到较高的计算精度。作为一个例子，作者对高斯分布波导进行了具体计算。计算结果表明，Arun Kumar等人用的微扰法是较好的方法。此外，本文作者通过迭代求出了更精确边界条件下的本征模。     

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.     

对称非线性包层平板多量子阱波导TE模的传播特性

分别用精确计算和方均近似方法得到了包层及衬底均为非线性Ｋｅｒｒ型介质、芯区为多量子阱的对称平板波导中ＴＥ模的传播特性。数值计算表明,当芯区多量子阱的层数较多时,方均根近似方法得到的结果与用精确方法得到的结果一致。此时多量子阱波导可以等效为均匀介质。对于自聚焦情况,在合适的光功率下,当分界面处包层（及衬底）的有效折射率与芯区折射率相等时,芯区的场分布呈无效分布而两侧的均呈指数式衰减;功率继续增大时,     

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。     

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     

InP基稀释光波导特性分析

从InP基稀释光波导的基本模型出发,利用有限差分波束传播（FD-BPM）算法,推导了InP基稀释光波导的有效折射率,对其进行了数值计算;根据光传输损耗方程,分析了稀释波导传输损耗产生的原因;对稀释光波导中TE/TM模式传输进行了详细的数值分析和模拟计算,并分析了其模场分布曲线。     

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。     

非线性输向不均匀平方律波导中的场解(TE波)

本文通过解波动方程,导出了非线性轴向不均匀平方律平面光波导中TE场的自洽解,用厄密——高斯函数表示场。M.S.Sodha等人的结果是本文的一个特例。     

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。     

多层金属包层平面光波导的简单求解方法

本文提出多层金属包层平面光波导的一个简单求解方法。将多层平面光波导变换成一个等效的三层薄膜波导,其特征方程用一个简单的迭代公式求解。这方法本身是精确的,能达到任意精度;然而四层和五层结构的计算实例表明,迭代二次的二阶近似解就足够精确了。此外,本方法还有一个优点是:对不同金属层数结构以及TE和TM模,其解的表达式具有相同的形式。