Modeling of graded index waveguide fabricated by ion exchange on Er3+ doped glass

A general numerical tool,based on thermal diffusion equation and full-vectorial eigen-mode equation,has been presented for the systematic analysis of graded index channel waveguide fabricated by ion exchange on Er3+ doped glass.Finite difference method with full-vectorial formulation(FV-FDM) is applied to solving the full-vectorial modes of graded index channel waveguide for the first time.The coupled difference equations based on magnetic fields in FV-FDM are derived from the Taylor series expansion and accurate formulation of boundary conditions.Hybrid nature of vectorial guided modes for both pump(980 nm) and signal light(1550 nm) are demonstrated by the simulation.Results show that the fabrication parameters of ion exchange,such as channel opening width and time ratio of second step to first step in ion exchange,have large influence on the properties of waveguide.By optimizing the fabrication parameters,maintenance of monomode for signal light and improvement of the gain dynamics can be achieved in Er3+ doped waveguide amplifier(EDWA) fabricated by ion exchange technique.This theoretical model is significant for the design and fabrication of EDWA with ion exchange technique.Furthermore,a single polarization EDWA,which operates at wavelength from 1528 nm to 1541 nm for HE polarization,is numerically designed.     

声光布喇格衍射偏转器的设计和制作

本文从集成光学频谱分析仪的需要出发,根据声光作用的基本原理和结论,设计了中心频率为214MC,3db带宽为50MC的布喇格衍射偏转器,重点讨论了叉指换能器的各项参数选择。并且运用了传统集成电路的制作工艺做出了声光布喇格衍射偏转器,测试了系统的频率响应特性曲线以及功率——衍射效率曲线,得到了满足设计要求的结果。     

自聚焦材料弧形全光开关的研究

应用光束传播法,比较基于自聚焦和自散焦材料的全光波导开关的开关特性,指出基于自聚焦材料的全光开关具有较低开关功率、数值化多次开关特性等优越性,并对波导参数进行了全面的优化设计。     

Ag-PVP复合薄膜的制备及其光谱特性

在聚乙烯吡咯烷酮 ( PVP)乙醇溶液中以硝酸银为原料 ,采用旋涂法 ( spin coating)原位合成了 Ag- PVP复合薄膜。由于薄膜表面 Ag胞质团的共振吸收 ,所以在 430～ 45 0 nm范围内薄膜的吸收光谱有一较尖锐的吸收峰 ,随热处理温度的升高 ,吸收峰增强、变宽。采用复合介质理论计算了 Ag- PVP复合薄膜的吸收光谱 ,实验结果和理论计算相一致。     

一种新型全光开关

提出了一种用指数型变耦合系数定向耦合器同高斯型变耦合系数定向耦合器级联所构成的新型全光开关。理论分析及数值模拟均表明,它同用常系数定向耦合器级联所得的器件相比,具有一个很大的优点,即可以消除开关曲线在过开关区中的振荡,因而具有更好的开关特性;同时,它同用高斯型变耦合系数定向耦合器级联所得的器件相比,具有陡峭的动态开关区(即功率透过率从0逐渐升至1的区域)。综上所述,该级联耦合器更加适合于做全光开关,且在满足一定的开关曲线的要求下,可以通过改变各级联耦合器的参量以改变单元耦合器的数目。     

掺铒磷酸盐玻璃波导放大器的特性研究

研究了掺铒磷酸盐玻璃波导放大器的特性。利用重叠因子将980nm光抽运的掺铒玻璃波导放大器四能级模型的速率-传输方程进行化简,在考虑上转换效应和放大自发发射的情况下．利用数值模拟的方法,得到了掺铒玻璃波导放大器的增益与Er^3 离子浓度、抽运功率、波导长度等参量之间的关系曲线;同时模拟出放大自发发射曲线并与实验测量结果进行比较。结果表明在考虑上转换效应和放大自发发射的情况下,理论结果和实验测量结果是一致的。同时看到,选择合适的铒离子浓度是制作掺铒玻璃波导放大器的关键;并且为了全面发挥掺铒玻璃波导放大器的性能,需要抽运功率、波导长度等各个参量配合起来。     

光栅器件在集成光路中的应用

构成集成光路需要各种波导元器件。波导无源元器件按其功能可以分成光路变换器、分束器、起偏器、波长分波器/合波器、以及透镜等。波导元器件的制作对加工误差的要求十分苛刻,而且边缘效应对器件性能有极大的影响。本文主要讨论用于集成光路的光栅无源元器件。利用光栅结构可以得到上述各种波导无源元器件,因此,光栅技术的开发对于集成光学的研究有重要的意义。本文还对制作光栅元器件的新技术——电子束写入技术作简要叙述,并介绍系统的结构与工作原理。     

基于有限差分束传播法的Mach-Zehnder型波导电光调制器的模拟设计

针对掺钛铌酸锂ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ型波导电光调制器的结构及折射率分布，运用有限差分束传播方法（ＦＤＢＰＭ）进行模拟计算，取得了二维情况下的最佳设计尺寸在此基础上，把所得的设计结果与原有的用快速傅里叶束传播方法（ＦＦＴＢＰＭ）所得的结果进行比较和分析结果显示，运用有限差分束传播方法不仅取得了预期的结果，而且，这种方法比原有的快速傅里叶束传播方法更快捷和方便，是器件设计的理想和现实的数值模拟工具     

基于有限差分束传播法的Mach-Zehnder型波导电光调制器的模拟设计

针对掺钛铌酸锂Mach-Zehnder型波导电光调制器的结构及折射率分布,运用有限差分束传播方法(FD BPM)进行模拟计算,取得了二维情况下的最佳设计尺寸.在此基础上,把所得的设计结果与原有的用快速傅里叶束传播方法(FFT BPM)所得的结果进行比较和分析.结果显示,运用有限差分束传播方法不仅取得了预期的结果,而且,这种方法比原有的快速傅里叶束传播方法更快捷和方便,是器件设计的理想和现实的数值模拟工具.