非线性平板波导TE0模均匀场分布及其归一化形式

通过理论分析及典型实例计算,分析了包层及衬底均为非线性Kerr型介质、芯区为线性均匀介质的三层平板波导的TE0模出现均匀场分布的条件及其归一化形式.给出了自聚焦和自散焦情况下对称三层平板波导TE0模的归一化场分布曲线以及功率随归一化模折射率变化曲线.     

非线性包层矩形波导Ey00模的"平台形"场分布

通过对芯区为线性介质、包层为非线性自聚焦Kerr介质的埋入型矩形波导的理论分析和数值计算表明:当模折射率等于芯区折射率时,E y 00模芯区的场呈现等振幅的"平台形”分布而四周包层的场则急剧衰减;在模折射率分别小于和大于芯区折射率时,Ey00模芯区场分布分别成为上凸和下凹的曲面.并指出,光波导芯区中出现均匀场会在光波导、光电子、光子器件中有潜在的应用.     

非线性包层矩形波导E_(00)~y模的“平台形”场分布

通过对芯区为线性介质、包层为非线性自聚焦Kerr介质的埋入型矩形波导的理论分析和数值计算表明 :当模折射率等于芯区折射率时 ,Ey0 0 模芯区的场呈现等振幅的“平台形”分布而四周包层的场则急剧衰减 ;在模折射率分别小于和大于芯区折射率时 ,Ey0 0 模芯区场分布分别成为上凸和下凹的曲面 .并指出 ,光波导芯区中出现均匀场会在光波导、光电子、光子器件中有潜在的应用     

GeSi／Si多量子阱光波导模特性分析和结构设计

根据普适于任意阱数方波折射率分布的多量子阱光波导模场分布函数和模特征方程,分析了以ＧｅＳｉ／Ｓｉ多量子阱为波导芯、Ｓｉ为覆盖层的光波导结构中锗含量、周期数、占空度、厚度、折射率分布等参量对光波导传播系数的影响．结合吸收特点,对波导探测器ＭＱＷ吸收层结构进行优化设计．     

渐变折射率平面波导导模的等效平面波导解法

提出求解渐变折射率平面波导导模的一种简单且有足够精度的近似解法，是用对称三层平板波导逼近对称渐变平面波导，用四层平板波导逼近非对称渐变平面波导，再用变分公式进行修正。对各种典型折射率剖面（直线型、抛物型、指数型、高斯型）的计算结果表明，与精确数值解法结果相符。     

涂层圆柱光波导传光特性的研究

研究了一种双包层阶跃型光纤，涂层作为内包层，其折射率大于纤芯及外包层的折射率。严格地推导了柱坐标下的特征方程。并在两种极限情况下，推广到平板光波导和传统的阶跃型光纤。详细计算了ＴＭ和ＴＥ波的场分布及功率分布，做出了相应的曲线，表明了涂层厚度和工作波长对场及功率分布的影响。     

双包层低折射率芯光波导的解析解及数值分析

对芯层折射率小于内包层折射率的双包层光波导进行了解析求解，得到了模式场精确解及模式特征方程．对于HEll、TE01、TM01三个低阶模的特征方程进行了数值计算，给出了它们的色散曲线，然后研究了内包层与芯层的半径比、内包层的折射率对色数曲线和截止频率的影响．     

多量子阱波导TE、TM模场分析

利用求解边值问题的亥姆赫兹方程和等效折射率近似方法 ,得到了芯区折射率呈锯齿型分布的多量子阱波导TE、TM模场的精确解和等效解 ,并且利用数值计算表明 :在多量子阱波导周期与芯区厚度之比趋于零时 ,精确解和等效解相当好地吻合 .本文的计算表明 ,等效折射率近似是一种研究任意折射率分布的多量子阱波导特性的有效方法     

介质平板渐变波导中的横电波

提出了一种研究渐变波导中场的分布的新方法,采用保角变换方法,把一个具有阶跃折射率的平板渐变波导,变换成一个厚度不变但折射率沿纵向为连续变化的平板波导.方便地求出波导中场的分布,再经过反变换,得到在渐变波导中的场.     

5层空气孔单实芯纯石英光子晶体光纤仿真

为研究5层空气孔单实芯纯石英PCF特性,建立了截面空气孔为5层正六边形结构的光子晶体光纤模型,分析基模与包层模的模场分布,利用5层空气孔单实芯纯石英PCF进行仿真研究,并对有效折射率、有效模场面积、非线性特性、色散特性进行了仿真与分析。研究表明,5层空气孔结构的PCF,可以减小有效模场面积和增大非线性系数;在1 500～1 600 nm的波长范围内,随着波长增加,模场变大,相对于二阶模,基模的有效折射率更加稳定;单实芯纯石英PCF的基模与二阶模的波导色散系数也会随着波长的增加有微小的增加,但整体来看色散较为平坦,不会造成波形的明显变化,有利于信号的传输;而在同一波长下,基模的色散系数小于二阶模的色散系数,这主要是由于基模具有更加稳定的有效折射率,对光波在纤芯的束缚力较强。根据对5层空气孔单实芯纯石英PCF的仿真特性研究,为进一步进行光子晶体光纤实验研究提供了一定参考。     

波导芯层折射率不同的定向耦合器研究

利用耦合理论研究了芯层折射率不同的定向耦合器的耦合特性,得到了其耦合波方程的通解.给出了不同入射条件下波导耦合引起的光场功率和相位的变化特性,并与通常理论研究的等芯层折射率的结果进行了比较.特别指出,等芯层折射率的光波导耦合特性是本文所研究耦合特性的特例,对于芯层折射率不同的双波导定向耦合器,当光从折射率较大的波导入射时,两波导中的光场功率存在着周期性的不完全交换,芯层折射率较大的波导相对于另一波导的相位差有起伏地反向增大,而等芯层折射率时两波导间有周期性的完全功率交换,光场间相位差为π/2;当等强度光从两个波导入射时,光在两波导传输过程中存在功率交换,芯层折射率较大的波导相对于另一波导的相位差有起伏地增大,而等芯层折射率时两波导间没有功率交换,光场等振幅、等相位传播.     

介质薄膜的厚度和折射率测量的实验研究

实验用m—line法测得三层平板波导在不同阶导模下的有效折射率,通过解光波导的色散方程,采用计算机编程拟合,有效的得出了介质薄膜的厚度和折射率,并给出了各阶模式的光场在波导中的分布．     

渐变折射率平面波导的导模场分布的确定

文中给出了求渐变折射率平板波导场分布的差分方程法,利用它可以很方便地得到TE模和TM模的场分布．并且给出了计算实例,从中可看出差分法是一种简单可行的方法．     

GaAs／AlGaAs周期折射率光波导光学表面模

应用周期折射率介质光波导的模场分布函数和特征方程，分析了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ周期折射率光波导中波导的材料参量和结构参量对ＴＥ模场分布的影响，并讨论了ＴＥ＿０表面基摸的形成。     

部分波导模展开方法求解梯度型折射率光纤

将阶跃折射率光纤作为一个理想波导,以这个理想波导纤芯－包层的界面对为界将横向平面分成两区域,然后用部分波导模展开方法以及耦合波理论计算梯度折射率光纤模式场和传播常数。     

分析转移矩阵方法确定多层平板光波导TM模的色散方程

分析转移矩阵方法(ATMM)能精确地确定平板光波导的模式特性。本文利用ATMM，导出了非对称多层平板光波导和对称多层平板光波导的TM模的精确色散方程。     

分别含左右手材料的三层平板波导中光导模的比较研究

从电磁场理论出发推导了电磁波在含左手材料填充的三层平板波导中的特征方程,分别对含左手材料和右手材料的三层平板波导中电磁波的导模进行了分析及仿真,对电磁波在上述两种材料中传导导模进行了分析及对比;研究表明,两种波导结构中的导模数目都将随着芯层厚度的减小、入射波频率的减小而减少;而且,对于结构参数相同的两种波导,含左手材料的三层平板波导中存在模式缺失,不存在TE0模,且导模数不多于传统的右手材料波导.     

用有限元法解五层对称平面光波导的传播特性

将有限元法应用于五层对称平板波导传播特性的精确计算中 ,采用Matlab编程 ,计算了凸型和W型五层对称平板波导导模的传播常数和模场分布 ,与传统报道的结果比较表明 ,有限元方法计算简便易行 ,计算精度高     

椭圆芯光子晶体光纤的传导模式

应用全矢量模型,根据对称性分析,按照最小波导扇面及相应的边界条件,对椭圆芯光子晶体光纤中的模式进行了分类,给出了光纤中基模和高阶模的矢量场分布及场强分布图,并以带状介质波导对椭圆芯PCF中的模式类比来命名.椭圆芯PCF中的模式均为非简并的,导模的场分布反映波导结构对称性.     

正方排列芯壳型平板光子晶体禁带特性的研究

构建了正方排列的芯壳型平板光子晶体结构,发现这种芯壳型平板光子晶体较传统的介质柱型平板光子晶体能获得更宽的类TE禁带.分析了两种模型,一种是芯层折射率为3.5,壳层折射率为2;另一种是芯层折射率为2,壳层折射率为3.5,发现当芯层折射率大于壳层折射率时,光子禁带明显增宽.