| 【中文题名】 | 纳米光波导传输特性的数值模拟 |
| 【英文题名】 | Numerical Simulation of the Propagation Property in Nanometer Optic Waveguide |
| 【学科专业】 | 光学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-1-22 |
| 【中关键词】 | 光波导,时域有限差分方法,弯曲波导,波导耦合,, |
| 【英关键词】 | optic waveguide,finite difference of time domain（FDTD） method,bend waveguide,waveguide coupler, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>波导光学与集成光学>光波导> |
| 【论文摘要】 | 随着现代光通信、集成光学的发展，出现了各种各样结构复杂的光波导器件。传统的解析方法对其已经无能为力，各种数值算法纷纷出现。其中时域有限差分方法(FDTD)由于其简单、直观、容易掌握，并且具有广泛的适用性，越来越受到人们的关注。目前已经有人将其应用到光波导器件的分析中。
本文中，我们首先介绍了现代光通信、集成光学的发展，并列举了目前计算光波导的一些方法，重点介绍了时域有限差分法的发展历史，基本原理及其应用。根据处理对象的不同，可以将时域有限差分法分为矢量差分法和标量差分法。应用时域有限差分方法对波导传输进行了计算，给出了具体直观的结果。其中重点对现在新兴的纳米波导进行了模拟。
具体计算中，首先用解析方法给出了平板波导的色散曲线和本征模式，接着数值计算了平板波导的本征模式，对比两结果，可以看出，对常规波导，两种方法的计算结果基本吻合，在波导尺寸减小到亚波长量级时，解析结果与数值计算的结果差别变大，此时解析方法已经不再适用。弯曲波导，波导耦合器都是现代光通信和集成光学中的关键器件，有着广泛的应用。我们用标量差分方法和矢量差分方法分别计算了弯曲波导中光场的传输，对常规尺寸的波导，两种方... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
2-3 |
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ABSTRACT |
3-6 |
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第一章 前言 |
6-12 |
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1.1 光纤通信、集成光学的发展 |
6 |
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1.2 光波导的计算方法 |
6-7 |
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1.3 有限差分方法的提出及发展 |
7-11 |
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1.4 本文的工作 |
11-12 |
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第二章 有限差分方法基本理论 |
12-29 |
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2.1 时域有限差分法的基本方程 |
12-18 |
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2.2 数值稳定性分析 |
18-19 |
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2.3 数值色散要求 |
19-20 |
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2.4 边界条件 |
20-25 |
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2.5 标量FDTD法 |
25-29 |
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第三章 解析法和标量法计算光波导 |
29-38 |
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3.1 解析法计算光波导 |
29-30 |
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3.2 计算波导本征场 |
30-35 |
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3.3 本征场的传输 |
35-38 |
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第四章 矢量法计算弯曲波导 |
38-61 |
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4.1 平板直波导的计算 |
38-41 |
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4.2 计算平板弯曲波导 |
41-53 |
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4.3 计算直波导和弯曲波导耦合 |
53-61 |
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第五章 总结 |
61-63 |
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参考文献 |
63-65 |
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致谢 |
65-66 |
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硕士期间研究研究成果 |
66-67 |
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独创性声明 |
67 |
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学位论文版权使用授权书 |
67 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.341301 |
