SOI脊形光波导的设计与研制

利用有效折射率的数值解法,计算出了SOI脊形光波导的有效折射率.由此得到SOI脊形光波导传输单模光波时内外脊高b,h及脊宽W的尺寸.在此基础上研制了SOI光波导,测得其传导损耗为0.87dB/cm.     

两不同单模平面光波导的连接损耗与模场半宽之间的关系

模场半宽是单模光波导的重要参数,它与众多的传输特性相联系.对于圆对称单模光纤,文献提出了两个著名的模场半径,并发现它们与光纤的众多传输特性相联系.对于单模平面波导,文献提出了高斯最小二乘拟合模场半宽的定义,文献提出了两种矩定义模场半宽——近场二阶矩和Laplace模场半宽,并导出它们和横向偏移损耗和角向偏移损耗的关系式,对阶跃对称单模平面光波导的TE_0模的计算表明:当偏移量较小时,用矩定义模场半宽算得的损耗将比用高斯最小二乘拟合模场半宽算得的更准确.本文首先导出了任意两不同对称单模平面光波导在高斯近似下的横向偏移和角向偏移损耗公式,接着用矩定义模场半宽直接代替高斯模场半宽得到了矩定义与连接损耗的关系式,最后以阶跃对称单模平面光波导的TE_0模为例进行了大量计算,结果发现当偏移量较小时,用矩定义和高斯最小二乘拟合模场半宽算得的损耗误差均较小,并且若两光波导厚度相差不大,归一化频率及偏移量均较小时,用矩定义算出的连接损耗比高斯近似准确.     

钛扩散铌酸锂条形光波导的导模

本文用加权余量法求解钛扩散铌酸锂条形光波导的传播常数,给出有关截止频率、高宽比、扩散深度等参数的计算公式与曲线,用以确定单模条形光波导的单模工艺条件.     

山字形脊波导截止特性的FDTD分析

提出用时域有限差分(FDTD)法分析山字形脊波导的截止特性,给出了真空条件下山字形脊波导主模的截止特性,并与其他方法的计算结果进行对比;分析部分各向同性线性均匀介质填充山字形脊波导时主模的截止波长,给出了主模截止波长在介质参数εr变化时对主模截止波长的影响;分析比较了山字形脊波导填充不同介质时的截止特性.     

基于有限元法的上翘梯形脊波导特征值分析

采用有限元方法对脊上翘梯形脊波导的传输特性进行了研究,求解了脊上翘梯形脊波导的主模截止波长,单模带宽以及典型尺寸的场结构图,讨论了各个参数的变化对上翘梯形脊波导传输特性的影响,且给出了相应的计算数据和图示.     

平面波导基模端面衍射光束参量与波导结构参数关系的研究

采用指数函数拟合光束参量与波导归一化频率的关系,分别得到了以二阶矩和微分算子定义的近场模场半宽度、以二阶矩和微分算子定义的远场发散半角以及以二阶矩定义的光束传输因子和波导归一化频率V、波导芯层半宽度a的解析表达式.曲线拟合得到的基于V、a的解析函数的计算结果,与基于波导芯层参量U、包层衰减参量W、波导芯层半宽度a的解析函数的计算结果相比,非常接近.     

基于有限元的一类脊波导传输特性分析

为了寻找传输特性更优良的脊波导结构,本文提出了一种新的脊波导。并应用有限元法对这种结构的单脊波导与双脊波导的截止特性及单模带宽作了分析,给出了主模及第一高次模的场结构图。结果表明其截止波长与单模带宽都要远比同尺寸的矩形脊波导大。进一步分析了填充介质的这种脊波导的截止特性,结果表明填充不均匀介质比的截止特性比填充均匀介质的脊波导更好。     

各向异质晶体平面光波导的截止特性和单模条…

从光波导的基本理论出发，研究了各向异性晶体光波导的导模理论，给出了阶跃形折射率分布波导的ＴＥ和ＴＭ模式的场分布表达式和模式色散方程，讨论了其截止特性和单模条件。在此基础上分析了渐变折射率分布平面波导的导模理论，得到了普遍的模式色散方程。采用离子交换法制备了Ｒｂ：ＫＴＰ波导，分析了其截止特性及扩散特性，给出了制备ＫＴＰ单模波导的条件。     

硅脊背形光波导的单模域

本文用耦合理论给出了拓宽的完整的硅脊背形光波导单模区域，在这个区域内，利用脊背高与波导竟之比的一系列取值．可设计出各种大尺寸的单模硅光波导，这给硅波导的设计和制造带来更大的自由度．     

基于有限元的多脊波导传输特性的数值分析

将有限元方法引入到多脊波导传输特性的讨论中,求解了一对脊、三对脊、五对脊波导的主模截止波长,单模带宽以及典型尺寸的场结构图,分析了随着脊对数的增加三种波导传输特性的变化以及脊宽度变化、脊与脊之间距离变化对波导传输特性的影响,并给出了相应的计算数据和图示.     

用非均匀网格FDTD法计算部分介质填充脊波导的截止频率

文章提出用非均匀网格FDTD法分析部分介质填充脊波导,给出了非均匀网格剖分的参数条件。实例计算了部分介质填充的双脊波导、三脊波导的截止频率,其结果与文献报道值吻合较好;计算了部分介质填充非对称脊波导的截止频率,并获得归一化截止频率谱图。在相同网格数下,本算法既具有良好的精度,又仅占用很少的内存和较短的运行时间,在短时间内能获得较满意的结果。     

质子交换X切LiNbO_3光波导的光学特性及其电光调制研究

为了研究质子交换条件对光波导特性的影响,利用棱镜耦合m线法和IWKB(Inverse Wentzel-KramersBrillouin)法,研究了质子交换温度、交换时间和退火累积时间对光波导光学特性的影响。实验结果表明,在相同交换温度条件下,交换时间越长,波导表面折射率增量越大,波导深度越深;在相同交换时间条件下,温度越高,波导表面折射率增量越大,波导深度越深,温度对光波导的光学特性起重要作用。退火前波导折射率分布为阶跃型分布,退火后波导折射率为渐变型分布。在苯甲酸中掺入1%的苯甲酸锂、交换温度为230℃以及交换时间为45 min条件下可获得单模平面光波导。制作了X切Y传LiNbO_3单模条形光波导,并对单模条形光波导的电光调制进行了研究。结果表明,在半波电压范围内,随着调制电压的增加,光波导透射光相位增加,光波导透射光强随调制电压增加而减少。     

半导体激光器短电脉冲调制光脉冲的产生与控制

对半导体激光器短电脉冲调制增益开关法产生皮秒光脉冲动力学过程进行理论分析和实验研究 .基于单模数率方程 ,采用相图 ( Phase Portraits)法分析激光器激射皮秒光脉冲时载流子浓度和光子密度变化的对应关系 .探讨直流参数、调制脉冲参数和器件寄生参量等对产生皮秒光脉冲的影响 .在此基础上 ,研究 In Ga As P/ In P激光器短电脉冲调制产生单发激光脉冲最佳的实验条件     

基于有限元法的波导主模特性分析

本文使用MATLAB中的偏微分方程工具箱,用有限元法分析了单脊波导及平行四边形波导的主模截止波长及单模工作带宽,给出了单脊波导不同尺寸下及平行四边形波导不同倾斜角度时的截止波长曲线及单模带宽曲线,这些数据将为微波器件及系统分析提供参考。     

一种量子阱超辐射发光二极管的脊波导设计

超辐射发光二极管因具有短的相干度、较宽的光谱、高的输出功率及工作稳定性好的特性,广泛应用于各种工程领域。从量子阱结构出发,在详细分析了量子限制效应的基础上,设计了一种量子阱脊波导结构,并从功率分布角度定义了限制因子,对脊波导的脊高、脊宽、包层厚度等参数进行了结构优化,经过数值模拟及结果讨论,确定了脊宽为2μm、脊高为0.5μm、包层厚度为0.2μm的脊波导结构设计对光密度分布起到了良好的限制作用。     

SiGe-OI对称型Y分支光功率分配器的研究

在新材料SiGe-OI(绝缘层上锗硅)单模光波导的基础上,建立了符合单模光波导条件的SiGe-OI对称型Y分支光功率分配器结构,分析了对称型Y分支光功率分配器的模式,并通过BPM模拟软件对SiGe-OI对称型Y分支光功率分配器进行了模拟,分析了光场强度、分支角度、分支过渡区长度以及附加损耗等之间的关系,选择的Y 分支光功率分配器过渡区长度L为1200 μm,光束被平均分配到两个分支中,出口处每束光的强度大约是入口处强度的50%,符合Y分支器的3 dB特性.该设计可以获得具有均匀输出特性,当分支角小于1°的时候,附加损耗小于0.5 dB的低损耗SiGe-OI对称型Y 分支光功率分配器.     

多对十字脊波导传输特性的分析研究

本文采用有限元的方法，研究了多对十字波导的变形对传输特性的影响。计算变形对截止波长和单模带宽影响的相应的关系曲线，并分析传输特性随对称脊波导结构尺寸的变化情况。通过这些研究结果表明，能够对变形多对脊波导的应用和研究提供有价值的参考，并且将为脊波导器件的小型化提供了有力的指导。     

单模压缩相干态的振幅平方压缩

研究了单模压缩相干态的振幅平方压缩,讨论了压缩参数(r,θ)、相干参数(R,)对单模压缩相干态的振幅平方压缩的影响.     

类圆柱波导模式分析的PMOBG方法

用边界形状摄动方法 (PMOBG)研究边界形状为rc =r0 [1+εf(φ) ]的类圆柱规则波导问题并对其进行了模式分析。为此 ,首先将形式边界条件变换为可以用摄动方法处理的形式 ,再用伸缩参量法将支配方程分解为ε0 阶和ε1阶问题 ,借助于微分方程的可解性条件得到解。作为与简单圆柱波导的比较 ,讨论了边界形状扰动对波导中的模式简并、传输参量和场结构的影响     

用FDTD法分析L形波导的单模带宽

用时域有限差分(FDTD)法实例计算L形波导的截止波数,并与相关文献报道的结果进行了比较,计算结果表明:FDTD法具有较高的计算精度,可以很方便地用于波导传输特性分析。用FDTD法计算分析了几何形状对L形波导的主模带宽的影响,结果表明,可以通过改变L形波导的几何尺寸来调整其单模带宽。