用有效折射率／有限元法设计1．55μmTi：LiNbO_3单模条波导及其方向耦合器

应用有效折射率／有限元法（ＥＩ－ＦＥＭ），考虑到ＬｉＮｂＯ３晶体和Ｔｉ扩散的各向异性，折射率增量与寻常光、非寻常光及波长色散的关系，设计了１．５５μｍ光波长下工作的ｚ切ｙ传播Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３单模条波导的制备参数，计算和分析了其单模特性、模式场分布及其变化规律．扩展了ＥＩ－ＦＥＭ，将其用于求解耦合波导系统，确定了方向耦合器的耦合长度及其波长色散特性．     

Ti∶LiNbO_3二维渐变折射率光波导传播常数的计算

从Ti∶LiNbO3波导截面折射率分布的特点出发，得出一套计算传播常数简单而精确的方法。文中对该法进行了分析，并应用该方法计算了钛扩散波导的色散关系。该方法为钛扩散光波导集成光学器件的设计提供了一种较可靠的理论手段。     

LiNbO3:Fe晶体中光写入波导时折射率的变化规律

研究了利用光辐照法制作光折变波导时LiNbO3:Fe晶体中折射率变化的规律.分别采用波长为6328nm和532nm的寻常偏振和非常偏振的细激光束和片状激光束，在LiNbO3:Fe晶体中进行了写入波导实验.研究表明，制作波导的写入光宜采用寻常偏振光.在利用由光束辐照LiNbO3:Fe晶体形成的正折射率变化区域作为波导结构时，必须严格控制辐照时间.否则，由于长时间光辐照会带来较强的噪音栅以及折射率变化区域会发生扩展，而难以形成优 质波导.利用片光在“三明治”方式辐照下，以小曝光量制作波导时，可以避免噪音栅的 关键词： 光致折射率变化 光折变波导 光辐照法 LiNbO3:Fe晶体     

MgO:LiNbO_3与LiNbO_3质子交换光波导光学及结构特征的比较

利用退火的质子交换法在MgO :LiNbO3和LiNbO3两种材料上制作了光波导 ,得到了质子交换的扩散特性以及光波导折射率分布的退火规律 .通过x射线衍射和OH- 红外吸收谱方法研究了MgO :LiNbO3和LiNbO3质子交换光波导的结构特征及其与退火参数的关系 ,对MgO :LiNbO3和LiNbO3光波导光学和结构特征的结果进行了分析和比较     

离子交换KTP晶体光波导及其各向异性波导性能研究

采用离子交换法制备了Ｒｂ：ＫＴＰ晶体光波导，在不同波长的耦合光下测量了ＴＥ和ＴＭ偏振波导模式的有效折射率，拟合了波导层折射率的余误差函数分布，证明了波导折射率增量的各向异性，给出了其色散关系；最后计算并讨论了Ｒｂ：ＫＴＰ波导的扩散特性。     

加入增益介质的表面等离子体激元耦合共振波导传输特性理论研究

将增益介质加入金属环构成的表面等离子体激元耦合共振波导,利用传输矩阵及时域有限差分方法研究了不同增益系数下该耦合共振波导的透射谱线、色散关系以及群折射率.结果表明,增益介质共振频率附近的反常色散及正常色散变化能有效影响由共振波导几何结构决定的色散关系曲线,且具有相反的效果,分别使其变得平坦和陡峭,从而放大和缩小由共振波导几何结构决定的群折射率.另外,增益系数随外加抽运光改变的特点使得加入增益介质的耦合共振波导具有传输性能可灵活调节特性.文章的研究对促进耦合共振波导在高密度光学集成中的广泛应用具有积极意义. 关键词： 增益介质 耦合共振波导 表面等离子体激元 群折射率     

集成光学电光调制干涉光谱仪的模式谱分析

基于钛扩散铌酸锂(Ti∶LiNbO3)波导的集成光学电光调制技术的干涉光谱仪是Ti∶LiNbO3调制器的一种崭新应用,一般应用的探测光谱区间是在波导的单模区间。为拓宽探测波长范围至多模传输范围,以x向切割,y向传输。以共面对称电极的Ti∶LiNbO3波导电光调制干涉器(器件长度60mm)为例,模拟了多模传输时电光调制系数的模式色散现象。数值模拟中采用了有限差分方法(FDM)。分析表明,在多模传输情况下,光的各阶模式的光场分布差异导致了电光调制系数的模式色散;在对经线性扫描电压调制后的干涉输出数据进行傅里叶变换谱分析后,可发现对应波长的各阶传输模式谱。实验采用0.808μm单模偏振光源,在激励起准TE多模式和激励起混合模两种情况下,验证了数值模拟和分析的结果。     

MgO:LiNb0.3与LiNb0.3质子交换光波导光学及结构特征的比较

利用退火的质子交换法在MgO:LiNbO.3和LiNbO.3两种材料上制作了光波导，得到了质子交换的扩散特性以及光波导折射率分布的退火规律．通过x射线衍射和OH-红外吸收谱方法研究了 MgO:LiNbO.3和LiNbO.3质子交换光波导的结构特征及其与退火参数的关系，对MgO :LiNbO.3和LiNbO.3光波导光学和结构特征的结果进行了分析和比较． 关键词： 退火质子交换光波导 晶格结构 x射线衍射 红外吸收     

LiNbO_3:Fe晶体中光写入平面光波导的导光特性研究

从光折变效应的单中心模型和载流子的光伏迁移机理出发给出了高斯片光在LiNbO3:Fe晶体中导致的折射率变化分布的解析表达式 .利用片光以“三明治”辐照方式在LiNbO3:Fe晶体中写入了平面光波导结构 .用切片干涉法测量了波导区的折射率分布 ,并对波导进行了简单的导光测试 .根据射线方程以及波导的折射率分布对光写入波导的导光特性进行了模拟计算分析 .研究结果表明 ,在LiNbO3:Fe晶体中光写入光波导是可行的     

聚合物填充的狭缝波导定向耦合器的数值分析(英文)

利用亥姆霍兹方程和有限差分法,给出一种用于分析聚合物SU-8填充的双狭缝波导定向耦合特性的数值方法,推导出双耦合狭缝波导模式特性的特征方程,并做了离散化和稀疏化处理,得到耦合波导的模式场分布和有效折射率.通过求解最高阶偶对称和最高阶奇对称模式的有效折射率,得到TE和TM偏振态下定向耦合器的耦合长度.数值分析结果表明,当耦合间距小于800nm时,耦合长度小于100μm.利用椭偏仪测得狭缝波导各层材料的光学参数随工作波长的色散关系,研究分析了双狭缝波导耦合长度和模式损耗的色散特性.分析显示,随着工作波长的增大,两种偏振模式下的耦合长度均减小,且TM模式下的耦合长度大于TE模式下的耦合长度,当工作波长为1 550nm时,二者分别为28.2和26.2μm(两狭缝波导间的耦合间距为0.5μm时).同时,模式损耗也随波长的增大而减小,且TE模式损耗大于TM模式损耗,当工作波长为1 550nm时,TE及TM模式的振幅衰减系数分别为5.65和3.16dB/cm.     

Z-切Ti:LiNbO3平面波导模式数量的色散特性

对于在流动干氩气中扩散而形成的Z-切Ti:LiNbO₃平面波导,用Fouchet等人提出的钛感应折射率增量在0.6～1.6μm波长范围内的色散关系,推得与扩散参数有显函数关系的模式数量的色散公式。在若干重要波长,用这些色散公式,画出模式数量和扩散参数的关系曲线,可用来控制相应波导和器件的模式数量。     

LiNbO3:Fe晶体中光写入平面光波导的导光特性研究

从光折变效应的单中心模型和载流子的光伏迁移机理出发给出了高斯片光在LiNbO3:Fe晶 体中导致的折射率变化分布的解析表达式.利用片光以“三明治”辐照方式在LiNbO3:Fe晶 体中写入了平面光波导结构.用切片干涉法测量了波导区的折射率分布，并对波导进行了简 单的导光测试.根据射线方程以及波导的折射率分布对光写入波导的导光特性进行了模拟计 算分析.研究结果表明，在LiNbO3:Fe晶体中光写入光波导是可行的. 关键词： LiNbO3:Fe晶体 光辐照法 平面光波导 导光特性 高斯片光     

准共线集成声光模式转换器的性能分析与设计

报道了一种SiO2薄膜声波导和Ti∶LiNbO3光波导之间存在一个角度的准共线的模式转换器结构, 利用波导模式分析导出薄膜声波导的宽度限制; 利用模式耦合理论得出了声光模式转换特性和耦合系数的加权形式. 实现了对耦合系数的加权, 较好地抑制了旁瓣. 在综合考虑旁瓣和线宽的条件下, 设计了这种TE/TM声光模式转换器, 其旁瓣为－16.8 dB, －3 dB线宽和－10 dB线宽分别为1.37 nm和2.31 nm.     

非互易旋电材料硅基矩形波导的色散特性研究

研究设计了基于光通信C波段旋电材料的矩形波导,利用有效折射率法对波导有效折射率及横向电场分布进行求解,得到矩形波导中E_(mn)~x导模的色散方程.研究了在外磁场作用下表面磁等离子体激元的非互易传播特性.还研究了结构参数和材料折射率对非互易色散关系、时延特性的影响.结果表明:其色散曲线随波导宽度的递增逐渐趋向平面波导;群速度v_g与波导宽度、传播常数、工作波长相关;矩形波导芯区宽度在140—233.5 nm范围内的波导工艺容差较大; v_g与矩形波导y方向包层材料折射率成正相关,当材料为金属银时慢光效应最明显,传输速度最小可以达到2.8×10~(–3)c.     

介质光波导模式传播特性的有有效折射率/有限元分析法

本文扩展了有效折射率/有限元法(EI-FEM)的应用,对几种不同结构和折射率分布的介质光波导的模式传播特性进行了计算和分析,并讨论了该方法的精度。结果表明,EI-FEM为各种集成光学器件设计提供了一种简单快速、适应性强、系统化而又比较精确的近似计算方法。     

Sr0.75Ba0.25Nb2O6薄膜的PLD制备及其光学性能研究

本文采用脉冲激光沉积(PLD)方法在熔石英衬底上制备了Sr0.75Ba0.25Nb2O6(SBN0.75)光波导薄膜,采用Hitachi U-3410紫外-可见分光光度计对SBN0.75薄膜的透射谱进行测量,编程计算得到了薄膜折射率色散关系,同时得到SBN0.75薄膜的厚度和光学带隙分别为647.0nm和3.97eV。采用Metricon 2010棱镜耦合仪测量得到SBN0.75光波导薄膜中能激发的TE模式有4个,TM模式有3个。波长在632.8nm处薄膜的折射率为2.2818。并利用透射谱计算得出的薄膜的折射率和厚度值,根据波导理论导光模本征值的有效折射率表达式,对SBN0.75薄膜中能激发的导光模个数及其对应有效折射率进行图解,其结果与棱镜耦合仪所测得的结果非常吻合。     

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...     

单模光纤与Ti:LiNbO3单模平面光波导端面激励耦合的研究

本文报导一个单模光纤与单模Ti扩散LiNbO3光波导的端面耦合及固定连接实验研究.利用电弧烧熔法在单模光纤端面上制成了微透镜,改善了模场匹配程度,采用二维硅V形糟,提高了光纤与波导的对准精度。     

等效折射率模型研究光子晶体光纤的色散特性

应用等效折射率模型对折射率导模光子晶体光纤的群速度色散特性进行了详细的讨论。由于光子晶体光纤由单一材料(SiO2)制成,光纤的波导色散决定了总色散,因此讨论中将群速度色散分解为波导色散和材料色散,研究了波导色散与光子晶体光纤的结构参量孔距∧、相对孔径f的关系。分析表明,在f一定的情况下,光子晶体光纤的波导色散与孔距∧的关系符合麦克斯韦方程的比例性质;而在孔距∧确定的情况下,光子晶体光纤的波导色散的零点、极小值点位置与f在所讨论的波长范围内存在线性关系。最后举例说明了通过调整光子晶体光纤的结构参量,可以灵活地设计其色散特性。     

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.