高斯分布扩散光波导折射率分布的多项式近似

本文用适当的多项式函数近似高斯折射率分布函数,利用Ikuno的结果,导出了扩散平面光波导导模有效折射率的更精确近似解公式.这个公式不仅简单便于计算,而且由它求得的导模有效折射率更接近光线方法的数值结果,其精度不仅优于无微扰的适当双曲正割分布近似,也优于微扰的适当双曲正割分布近似.同时也改善了较高阶导模的数据精度.     

Nb扩散LiTaO_3光波导的折射率分布测量

<正> 在Ⅱ—Ⅳ族半导体、LiNbO_3、LiTaO_3及玻璃等材料的衬底上,用扩散法制作光波导是实现集成光路有希望途径之一。要了解这种扩散光波导的传播特性,必须完整地掌握波导折射率分布的细节。目前,测量扩散光波导折射率分布的方法,有使用干涉显微镜的直接测量法和使用X射线微量分析器的间接测量法。我们用透射式干涉显微镜拍摄了Nb扩散LiTaO_3光波导的折射率分布干涉图形,用测微     

费米折射率分布的平面光波导的模式

严格求解了折射率分布可用费米函数描述的平面光波导的波动方程。获得了仅用熟知的特殊函数表示的场解。精确的模式色散方程是收敛很快的模式折射率的无穷函数项级数,仅取零级近似便能得到相当精确的结果。     

二次多项式折射率分布平面光波导的模式

对于折射率分布为二次多项式的非对称平面光波导,求解了Helmholtz方程,推得用抛物柱函数表示的模式场分布和模方程.结果可用于处理这类波导(如银离子交换玻璃光波导等)的模耦合或有关器件的问题.     

光波导折射率分布的数值计算法

介绍了光波导折射率分布的数值计算法，采用该方法，可由光波导输出端面的二维光强分布得到的其折射率差的二维分布和沿ｘ，ｙ方向的线分布，文中给出了Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３光波导沿垂直于基片表面方向的折射率差分布的测量结果。     

迭代法重建平板光波导折射率分布

提出了一种用于重建渐变折射率平板光波导折射率分布的方法,这种方法通过数值法求解亥姆霍兹方程．从光波导的低阶模开始采用迭代法顺次对各个模式对应的“转折点”位置进行校正．并多次重复迭代以消除“转折点”外折射率分布的变化对相应模式“转折点”位置的影响。借助WKB近似原理说明了这种方法迭代过程中“转折点”坐标的收敛性。对折射率按照指数规律变化的平板光波导的折射率分布重建结果证明这种方法具有较高的精度。分析表明：这种方法克服了WKB法固有的缺陷,即忽略模式“转折点”外折射率分布对相应模式传输常鞋的影响和“转折点”处相移的不确定性,因而比逆WKB法具有更好的自洽性和精确性。     

光折变晶体中光诱导波导的折射率分布

分别讨论了亮孤子和暗孤子在光折变晶体中诱导波导的折射率分布,结果表明光诱导波导的折射率分布除与光强的倒数有关外,还与光强对数的一阶导数有关.后者对折射率的影响引起波导折射率的非对称性分布.     

径向折射率周期性分布波导的传播模式

在截面为圆形,沿半径方向折射率n1、n2分层周期性分布的波导中,n1折射率层中电磁场为振荡型,n2折射率层中电磁场为衰减型。将相邻n1、n2层作为一个单元,用转移矩阵法进行了计算,得到了单层(m=0)、4层(m=2)、10层(m=5)三种情况下的β-λ关系。虽然多层介质中有衰减层,但它们的β-λ关系与单层的类似。     

对数型折射率饱和非线性介质中光孤子高斯型呼吸模式

根据对数型折射率饱和非线性介质中光束尺寸和波阵面曲率变化所遵循的方程,详细描述了空间光孤子高斯型呼吸模式．采用势函数分析方法,对光束尺寸一阶导数的正、负号进行了正确的选择,并计算了呼吸模式的光束尺寸、波阵面曲率半径、呼吸周期等重要参量. 关键词：     

模拟渐变折射率光波导

介质光波导是导波器件和集成光路中用以限制和传导光波的基本构件,我们熟知的具有圆形截面的光学纤维就是介质波导的一种,然而集成光学所注重的波导往往是平面波导或条形波导。近年来,渐变折射率分布的平面波导越来越多地被应用来制作各种集成光学的器件,所以研究和了解渐变折射率分布波导的特性是很重要的。我们用简单的装置、简单的方法使液体折射率随深度的不同而渐变,并且用A.J.Barnard方法测得液体在某一时刻的     

光波导的自洽场计算Ⅰ.扩散型平面波导

用差分方程法和直接积分法求扩散型平面光波导问题的解,得到了有１０位有效数字的传播常数。证明在此问题上,差分方程法的简单计算比有限元法和其它方法更为优越。它是用自洽场法解通道光波导问题的数学基础之一。     

光波导的自洽场计算 I.扩散型平面波导

用差分方程法和直接积分法求扩散型平面光波导问题的解，得到了有１０位有效数字的传播常数。证明在此问题上，差分方程法的简单计算比有限元法和其它方法更为优越。它是用自洽场法解通道光波导问题的数学基础之一。     

渐变折射率光波导的精确分析

本文利用转移矩阵理论和等效衰减系数的概念，导出了渐变折射率光波导的色散方程，数值计算的结果，赢余方程的精度优于目前存在的所有近似方法。     

离子交换玻璃波导折射率分布的确定

本文提出了由模折射率确定波导表面折射率的新方法,简化了White提出的公式,且可适用于任意折射率分布的平面光波导,具有普遍意义。分析结果表明,理论计算与实验测量相符合。     

平面光波导折射率分布的测定

利用棱镜耦合原理与改进的反WKB理论，实现了平面光波导折射率分布的测定.通过该方法获得了离子交换玻璃波导折射率分布曲线，该方法具有操作简单、测量准确的优点.     

确定平板光波导折射率的简便方法

本文提出了由模折射率确定平板光波导薄膜折射率的简便方法,即解析法和外推法.这两种方法均给出薄膜折射率与若干摸折射率的线性关系式.因此,在未知薄膜厚度和衬底折射率的情形下,只经简单的四则运算,就能较准确地确定薄膜折射率.     

Ag-Na离子交换玻璃波导的折射率分布研究

用Ag-Na离子交换技术制备了玻璃平面波导.通过棱镜耦合技术测量了波导的模折射率,用反WKB方法拟合得到了平面波导的折射率分布为高斯分布.发现Ag-Na离子交换的扩散系数与交换时间有关,并且随着交换时间的增加而减小.使用随离子浓度变化的扩散系数求解扩散方程得到了玻璃内部Ag离子浓度分布,并通过SEM谱证实了求解的正确性;使用一次多项式模拟的方法求解折射率变化与Ag离子浓度变化之间的关系,得到了平面波导的折射率分布.与反WKB法只能获得多模离子交换平面波导的折射率分布相比,这种方法可以得到任意扩散时间下折射率变化与Ag离子浓度,可以获得单模平面波导的折射率分布.     

扩散平面光波导的传递函数方法

引入一种计算光波导传播特性的新方法传递函数方法。给出了公式推导,计算了扩散各向同性及扩散各向异性平面光波导的传播特性,并与其它方法所得结果进行了比较。结果表明用传递函数方法处理折射率渐变分布的光波导问题,计算相对简单,可以得到精确的数值结果。     

扩散平板光波导的等效阶跃平板波导方法

本文引入一种研究扩散光波导传播特性及设计计算的新方法——等效阶跃平板波导方法.建立了扩散平板光波导的等效阶跃平板波导模型,进行了一系列的模拟计算,得出了一系列波导传播参量、结构参量与工艺参量之间的关系曲线.这些曲线对于扩散平板光波导的设计计算、工艺参量选择等具有重要指导意义.     

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。