| 【中文题名】 | 基于余弦型Y分支光波导结构参数的传输性能研究 |
| 【英文题名】 | Influence of the Cosine Style of Y Branchparameters on the Transmission Characteristic |
| 【学科专业】 | 通信与信息系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-21 |
| 【中关键词】 | 光波导,光束传播法,有限差分,边界条件,传输损耗, |
| 【英关键词】 | Optical waveguide,Beam propagation method,Finite difference,Boundary condition,Transmission Loss, |
| 【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】 |
Y分支作为集成光学中一种重要的基本光波导器件单元，被广泛用于调制器、功率复用／解复用器、光开关、半导体及马赫曾德尔结构电光调制器的3dB功分单元和耦合器单元等集成光学器件中。因此对其传输性能的研究有积极重要的意义，随着集成光学技术的发展，诸多具有不同结构，功能各异的光波导器件应运而生，单纯通过实验来设计光波导器件是很费时费力的，通过计算机辅助设计的手段，对其进行预设计，不但可以克服以上困难，同时能较直观完备地反映出器件的传输特性，准确快速地达到预期的设计要求，于是出现了较多的数值分析方法。其中，光束传播法就是分析光波导器件的一种好方法。
本文从光波导和光束传播法两方面理论及数值分析法对其进行较为详细的研究。首先，从光波导理论的波动方程出发，在电磁波方程的基础上，根据慢包络近似理论，利用有限差分近似来代替偏微分方程，推出了有限差分光束传播法(FD-BPM)公式。由于所要模拟的空间是有界情况，需要建立一种人为的边界条件来模拟无界的情况，因此对边界条件进行了必要的阐述。然后，利用以上结论建立具体的余弦型Y分支光波导器件的理论模型。并通过计算机模拟出了光场传播图，根据以上方法，确定主要结构参数(波导... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-15 |
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1.1 集成光学的发展及应用 |
9-11 |
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1.2 集成光学与数值模拟的关系 |
11-12 |
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1.3 光子器件中常用的研究方法 |
12-13 |
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1.4 本文的主要研究工作 |
13-15 |
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第2章 光波导理论 |
15-18 |
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2.1 平板光波导的结构 |
15 |
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2.2 平板光波导的矢量波方程 |
15-17 |
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2.3 平板光波导的标量波方程 |
17-18 |
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第3章 光束传播法 |
18-30 |
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3.1 光束传播法的发展 |
18-19 |
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3.2 几种典型的BPM方法 |
19-26 |
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3.2.1 标准FD-BPM算法理论 |
19-21 |
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3.2.2 FFT-BPM算法 |
21-23 |
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3.2.3 旁轴标量FD-BPM算法 |
23-24 |
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3.2.4 二维广角标量FD-BPM |
24-26 |
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3.3 传播常数的计算 |
26-27 |
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3.4 透明边界条件 |
27-30 |
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3.4.1 边界条件 |
27-28 |
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3.4.2 TBC公式 |
28-29 |
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3.4.3 BPM精度的提高 |
29-30 |
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第4章 余弦型Y分支结构参数的优化 |
30-50 |
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4.1 Y分支光波导的优化设计 |
30-42 |
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4.1.1 Y分支的损耗分析 |
30-34 |
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4.1.2 TE模的FD-BPM算法介绍 |
34-36 |
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4.1.3 余弦型Y分支光波导仿真结果 |
36-42 |
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4.1.4 本节小结 |
42 |
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4.2 非对称型大角度交叉波导传输特性分析 |
42-50 |
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4.2.1 计算模型参数的选取 |
42-44 |
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4.2.2 传输性能分析 |
44-46 |
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4.2.3 关键性能指标分析 |
46-49 |
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4.2.4 本节小结 |
49-50 |
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结论 |
50-51 |
|
致谢 |
51-52 |
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参考文献 |
52-56 |
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攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
56 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.341784 |
