大截面SOI脊型波导单模条件的研究

利用有限差分方法（FDM）对大横截面SOI（Silicon-on-insulator）脊型光波导的本征模进行了计算分析, 从而确定了SOI脊型波导的单模条件, 即归一化外脊高和归一化脊宽的关系. 通过比较, 进一步明确了归一化外脊高大于0.5时现有的单模条件解析公式中常数项的取值为0.3. 同时, 还对归一化外脊高小于0.5时的单模条件也做了计算和讨论.     

一种适用于任意折射率分布的等效折射率方法

提出了一种新的等效折射率方法，可以将光波导的两维折射率分布精确等效成一维折射率分布。从波动方程出发，通过严格的数学推导，得到了一维等效折射率分布的表达式。该等效折射率分布由二维光波导的模场分布和折射率分布决定。在此等效过程中，几乎无任何近似，因此具有比传统等效折射率方法(EIM)更高的精度，而且不受波导截止条件的限制，并适用于任意的折射率分布结构。以SOI(silicon-on-insulator)脊型光波导为例，给出新方法的一个具体等效实施过程，比较了新方法与传统等效折射率方法计算得到的等效模场分布及等效折射率，结果显示本文方法的有更高的计算精度。最后，文中给出了一个利用这种等效方法计算弯曲波导损耗的例子。新方法可以使对三维结构(截面为任意折射率分布)的模拟简化成二维模拟。