Fermi折射率分布光波导的模方程

对Fermi折射率分布的特性进行了分析,用光线理论推导出Fermi折射率平面光波导的近似超越模方程.理论分析和实验结果比较表明,Fermi折射率分布函数能较好地描述准阶跃渐变折射率.得到的近似模方程相当精确地决定了这类波导的模式特性,比阶跃折射率近似精确.     

渐变折射率波导表面折射率的确定

单调变化的渐变折射率波导的表面折射率大于波导基模的有效折射率,因而不能用传统的m-线方法测量。利用分析转移矩阵(ATM)方法研究了渐变折射率波导中的表面等离子波,提出了一种确定波导近表面折射率的实验技术,在波导折射率分布的拟合中,得到了比传统逆WKB方法更为合理的结果。     

多层线型分割法分析渐变型平板介质波导

提出了一种求解渐变折射率平板光波导的传播常数和场强分布的数值计算方法,计算了几类典型的渐变折射率波导的传播常数数值,并与其它方法进行了比较,结果表明,该方法计算的精度极高,速度较快,有实用价值.     

多层线型分割法分析渐变型平板介质波导

提出了一种求解渐变折射率平板光波导的传播常数和场强分布的数值计算方法，计算了几类典型的渐变折射率波导的传播常数数值，并与其它方法进行了比较，结果表明，该方法计算的精度极高，速度较快，有实用价值。     

模拟渐变折射率光波导

介质光波导是导波器件和集成光路中用以限制和传导光波的基本构件,我们熟知的具有圆形截面的光学纤维就是介质波导的一种,然而集成光学所注重的波导往往是平面波导或条形波导。近年来,渐变折射率分布的平面波导越来越多地被应用来制作各种集成光学的器件,所以研究和了解渐变折射率分布波导的特性是很重要的。我们用简单的装置、简单的方法使液体折射率随深度的不同而渐变,并且用A.J.Barnard方法测得液体在某一时刻的     

集成光学 光波导参数测试

TN252 2005031939 渐变折射率波导表面折射率的确定=Determination of surface index of graded-index waveguides[刊,中]／付国兰 (上海交通大学物理系．上海(200240)),曹庄琪…∥光学 学报．-2005,25(2)．-161-164 单调变化的渐变折射率波导的表面折射率大于波导 基模的有效折射率,因而不能用传统的m-线方法测量。 利用分析转移矩阵(ATM)方法研究了渐变折射率波导中 的表面等离子波,提出了一种确定波导近表面折射率的实     

用耦合波理论求解渐变折射率光纤的传播常数和模式场

本文应用耦合波理论来计算任意渐变折射李光纤的传播常数和模场分布.将无限伸展的抛物型折射率分布光纤作为一个理想波导,任意径向不均匀折射率分布光纤便可以视作该理想波导的微扰,其模场可以展开成一组完备的理想波导模的叠加.然后,模场和传播常数可以通过耦合波方程求得.进一步将一阶微分方程组形式的耦合波方程变换成线性方程组,使计算过程大大简化.文中给出了数值计算结果,并将其与准确值进行了比较.     

聚合物脊形光波导TM模色散特性的偏振修正

有机聚合物脊形光波导的色散特性对聚合物光子学器件性能具有重要影响.本文利用标量变分理论计算脊形光波导的有效折射率,其用到的近似光场分布运用变分有效折射率法获得.考虑折射率分布的横向变化,基于导模满足的矢量波动方程,利用微扰法对标量变分理论所得有效折射率进行偏振修正,求得精度更高的色散特性.对聚合物多模脊形光波导基模和高阶模的色散特性进行分析,研究了波导结构参数对色散特性的影响,分析了单模波导TM、TE基模的偏振色散特性.研究结果表明,运用本征方程分析TM模的色散特性误差大,必须加以修正;而对于TE模,其误差相对较小.     

迭代法重建平板光波导折射率分布

提出了一种用于重建渐变折射率平板光波导折射率分布的方法,这种方法通过数值法求解亥姆霍兹方程．从光波导的低阶模开始采用迭代法顺次对各个模式对应的“转折点”位置进行校正．并多次重复迭代以消除“转折点”外折射率分布的变化对相应模式“转折点”位置的影响。借助WKB近似原理说明了这种方法迭代过程中“转折点”坐标的收敛性。对折射率按照指数规律变化的平板光波导的折射率分布重建结果证明这种方法具有较高的精度。分析表明：这种方法克服了WKB法固有的缺陷,即忽略模式“转折点”外折射率分布对相应模式传输常鞋的影响和“转折点”处相移的不确定性,因而比逆WKB法具有更好的自洽性和精确性。     

反WKB方法的改进

改进了用于确定渐变平面波导折射率分布的反WKB方法。这种渐变折射率分布是从在WKB近似的条件下得到的本征方程用数值方法求得的。用改进的反WKB方法计算3种(指数、高斯和阶跃函数)折射率分布，结果验证了该方法的有效性。先用最小二乘法拟合测量得到的有效折射率。进而求出有效折射率函数，再利用改进的算法分布计算出各自的折射率分布。计算结果同精确值吻合得很好。计算出的波导表明折射率同精确值的绝对误差约为0．1%。     

掩埋型离子交换玻璃光波导的变分分析

用变分法对离子交换法制备的掺铒光波导的传播特性进行了分析,推导出了适用于掩埋型离子交换玻璃沟道光波导中场分布传播常量的变分表达式,构建了场分布的厄米-高斯型试探解,在两种不同实验条件下,采用变分法确定了试探解中的待定参量,获得光波导中的场分布,利用传播常量的变分公式和已确定的场分布计算得到了传播常量和有效折射率。计算数据表明:导波区域的有效折射率稍稍地大于限制层的折射率,说明离子交换法制备的波导器件是弱波导;高的辅助退火电场强度和适当的退火时间下,所制备的光波导可以支持更多光模式的传输。该方法计算过程简洁、快速,计算结果与实验结果吻合。     

Ti：LiNbO3光波导导模的场分布

给出了Ti扩散LiNbO_3条波导任意阶导模场分布的试探解.通过变分法分析,不但可以合理地确定其中的待定参数,而且也得到了相应导模传播常数的近似值.与扩展的有效折射率方法比较:这种解不但在函数形式上简单,待定常数确定方便,而且具有精度高的优点.还可以得到等效一维波导折射率分布的解析表达式.     

K-Na离子交换单模平面波导的制备及其表征

通过K-Na离子交换技术制备了多模玻璃平面波导.采用棱镜耦合技术测量了波导的有效折射率,用IWKB方法拟合得到K-Na离子交换波导的折射率分布符合高斯分布,由色散曲线得到单模波导的制备条件(即扩散深度范围),从而得出单模波导的离子交换时间范围,制备出单模波导,并通过求解WKB色散方程得出单模波导的表面折射率.用普通数码相机,通过对离子交换平面玻璃光波导传输线进行数字成像,根据传输线上的光强分布拟合出光强传输衰减曲线,计算出单模波导的传输损耗大约为0.4 dB/cm.     

Determination of propagation constants in a Ti:LiNbO3 optical waveguide by using finite element and variational methods

The finite element and variational methods are used to determine the propagation constants in a titanium indiffused lithium niobate waveguide with the reconstructed refractive index profile (in depth) from the near field measurements. A subsequent second diffusion of magnesium affects the shape of the calculated electric field and we have defined an effective depth of the profile.     

The cladded parabolic-index profile waveguide: analysis and application to stripe-geometry lasers

A two-dimensional real waveguide having a parabolic distribution of dielectric permittivity in the core region, flanked by cladding layers of constant refractive index is proposed as a model for a class of stripe-geometry injection lasers. The model is analysed by a series-solution method and results are given in terms of plots of normalized propagation constant, near-field filling factor, and far-field half-angle, all versus normalized frequency. These results are compared with those for the alternative models of (a) a homogeneous core waveguide, and (b) a medium whose dielectric permittivity varies quadratically with position throughout the whole of space.Apart from the series-solution method which was employed, a survey is included of other techniques available for analysing this waveguide model. These include perturbation theory, variational analysis, an exact solution of the scalar wave equation, and the WKB approximation.     

有限元法求解任意折射率分布光纤模场分布

 应用有限元方法求解了任意径向非均匀折射率分布园柱对称介质波导中纵向场耦合波动方程定解问题所对应的变分问题,该方法不受弱导或高斯模场分布等限制,可方便地求解光纤中介质波导的模场分布。用此方法研究了带阶跃环的三角型分段折射率分布光纤中归一化模场半径与芯层传输功率比值随光纤不同结构参数的变化规律。     

变波长逆WKB方法确定单模渐变平面光波导的折射率轮廓

将渐变波导模式方程(WKB积分方程)化为分段积分,以波导某一模式在不同波长下的转折点为分段点,当波长相差很小时,相应的转折点相差也很小,可在各个分段积分中作折线近似,从而从理论上推出确定波导轮廓数据的递推式.以所得轮廓必须满足光滑条件为判据,最后定出波导的轮廓.该方法尤其适用于单模渐变波导,而且无需事先假设待定轮廓的函数形式.本文对双曲止割和抛物线轮廓的理想波导进行了计算机模拟,结果证明该方法的精度达到10~(-3)甚至于更高.而且理论上具有分割愈密,精度愈高的优点.     

K-resin based multilayer polymeric mode filter for integrated optics

We demonstrate theoretically as well as experimentally a new type of four layer polymeric waveguide structure which can be used as mode filter. Various optical properties such as refractive index, birefringence and propagation constant of SAN and K-resin are presented. The thin film structure consisting of glass/K-resin/SAN/air is used to act as mode filter. Expressions for the electric field intensity spatial distribution for the structure are used to calculate the intensity profiles to support the observed behavior. The experimental values were in good agreement with the one obtained theoretically.