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.     

光束传播法分析硅交叉波导光开关的光学效应

运用光束传播法对硅交叉波导全内反射光开关中的光学效应进行了详细分析。结果表明：１）光学表面衰减波和泄漏波所引发的光遂道效应对开关特性有重要影响；２）反射端功率的相对大小于与反射区界面位置密切相关，其起因是古斯－汉欣位移；３）合理考虑这些因素的影响可以大大降低器件对折射率变化的要求。     

GeSi合金1×4Y级联分束器的有限差分束传播法模拟设计

进一步研究二个问题：（１）理论模拟的方法由快速傅里叶束传播法（ＦＦＴ－ＢＰＭ）改为有限差分束传播法（ＦＤ－ＢＰＭ），并比较了两者的优缺点。（２）模拟设计了对象提高为由ＧｅＳｉ合金单模脊形光波导组成的Ｙ级联１×４光分束器。结果表明，有限差分束传播法比快速傅里叶束传播法及显形有限差分束传播法（ＥＦＤ－ＢＰＭ），除了数学比较容易外，计算速度也快一些。尤其是对传播步长Δｚ的敏感性，有限差分束传播法远没有快速傅里叶束传播法那样严重，便利了束传播法方法的采用。正如束传播法成功地应用于ＧｅＳｉ合金光波导及Ｙ分支器的理论设计，现在用了１×４Ｙ级联分束器同样得到预想的结果。光束在分束器中传播逐步分成二束再分为四束。符合设计要求。     

波导调制器的光束传播法设计

以光束传播法分析马赫－陈德尔型波导电光强度调制器的波导宽度，Ｙ型分支角、调制电压等参量与器件特性之间的关系，有利于Ｍ－Ｚ波导电光调制器的优化设计。     

锗硅合金脊形光波导的优化分析与设计

根据脊形光波导的基本设计要求，分析了锗硅合金脊形波导的结构参数对其光传播特性的影响，并优化设计了结构参数，其合理性得到了实验验证。     

硅衬底上锗硅合金光波导的研制

报道锗硅合金在λ＝１．３μｍ的脊形单模光波导的设计，工艺及测量结果。这种光波导的传播损耗已达０．７ｄＢ／ｃｍ。脊形的高４－８μｍ，宽８－１２μｍ，均和单模光纤芯径相当，此外，其数值孔径在光波导的输入，输出端均能和单模光纤匹配，它已满足硅光集成对光波导的要求。文中最后报道了用这种锗硅合金光波导试制Ｙ分支器，并观察到二支分路输出的单模光斑。     

硅键合SOI平面光波导探索

本文分析了ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ和ＤＷＢ／ＳＯＩ结构的性能特点。尝试用ＤＷＢ／ＳＯＩ材料制备不同波导层厚度的平面光波导样品，并测试了１．１５μｍ和１．５２３μｍ激光的ＴＥ和ＴＭ模的传输损耗。１．５２３μｍ光的ＴＥ模的最小传输损耗已达０．２７ｄＢ／ｃｍ。说明ＤＷＢ／ＳＯＩ材料是一种有潜力的光波导材料。     

光在近耦合波导结构中的传输性质分析

从理论上讨论了光在两根相互耦合的波导中传播的性质，通过束传播法从数值模拟上对光在两根及三根相互耦合的波导中传播的特性进行了分析。得出光在两种近耦合波导结构中传输具有的特性分析结果。     

Construction of Two-Dimensional Waveguides in Insulating Optical Materials by Means of Ion Beam Implantation for Photonic Applications: Fabrication Methods and Research Progress

Ion beam implantation has been used not only to modify some properties of the bulk materials but also to construct waveguide structures in many optical substrates by accurate control the refractive index in selected regions. This paper reviews the recent development of ion beam implantations on fabrication of two-dimensional (2D) optical waveguides, i.e., in cases of channel or ridge configurations, in diverse insulating optical materials by giving detailed fabrication methods and research progress obtained to date. Future prospects of practical applications in photonics are also discussed briefly. Another aim of this work is to show the challenging task of this field, that is, to create practical 2D waveguide devices applicable in any existing insulating optical materials.     

有缓冲层的多层金属包层介质光波导的渐近展开方法

提出求解有缓冲层的多层金属包层介质光波导的一个准解析方法，它应用渐近开展理论将传播常数展开成一个小参数的级数，这一方法本身是精确的，它能达到任意所需的精度，然而四层和五层波导结构的数值计算实例表明，仅二阶近似解就足够精确了。这一方法的优点是简单并且不同层数波导结构以及ＴＥ和ＴＭ膜的解有相同的表达式形式。     

椭圆傅里叶级数展开法和椭圆光波导的截止频率

与严格马丢（Ｍａｔｈｉｅｕ）函数、有限元法等许多典型方法及一些实验测试的比较表明,本文提出的计算弱导椭圆光波导的椭圆傅里叶级数展开法具有通用、准确、高效、简便的优点。     

任意折射率分布平板波导与圆光纤的差分法分析

给出一种差分析，用以求解任意折射率剖面的平板波导及圆光纤的本征方程。本法编程十分简单，不涉及特殊函数的繁复计算，有普适性，可精确求得色散曲线、截止频率与模场分布。     

双面金属包覆介质波导的直接耦合方法

根据双面金属包覆介质波导的特殊性质，提出了一种新的波导耦合方法，这种技术在不用棱镜、光栅和其它元件的情况下，可使光能从金属表面直接耦合进波导。实验结果与理论预言符合得很好。     

渐变折射率波导的BPM分析

利用BPM对MEMS波分复用系统中的渐变折射率波导的性能进行分析。详细推导了BPM的微分方程,并给出了BPM微分方程的有限差分解的形式。并根据FDBPM对已知折射率分布的径向渐变折射率波导进行数值计算分析,其结果表明,在波长为1.55μm的高斯光束垂直入射的情况下,中心折射率为1.5901,聚焦参数为0.052μm-1,并且半径为3μm的平方律渐变波导中具有快速稳定的、高传输率的高斯基模分布。     

质子交换光波导生长机理的研究

对质子交换光波导生长机理进行了研究并给出了波导层厚度的计算公式。     

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.用普通数码相机,通过对离子交换平面玻璃光波导传输线进行数字成像,根据传输线上的光强分布拟合出光强传输衰减曲线,计算出单模波导的传输损耗大约为0.4 dB/cm.     

基于MIM型表面等离子体光波导的Y形分束器的传输特性研究

采用二维时域有限差分(FDTD)法,分析并对比了弯曲分叉部分的形状分别为正弦形和圆弧形的基于金属-绝缘体-金属(MIM)型表面等离子体光波导的Y形分束器的反射率、传输率以及能量分束比随几何结构参数的变化关系。数值计算表明,波导宽度对这两种Y形分束器传输特性的影响较为明显,两个输出分支的偏移量和弯曲分叉部分的长度对这两种Y形分束器传输特性的影响比较微弱。在600～1500nm波长范围内,弯曲分叉部分为圆弧形的Y形分束器的传输特性比弯曲分叉部分为正弦形的好。对于非对称型Y形分束器,当弯曲分叉部分为正弦形时,偏移量对反射率、传输率和能量分束比的调节作用较为明显,能量分束比最大可达到2∶1。当弯曲分叉部分为圆弧形时,偏移量对反射率、传输率和能量分束比的调节作用较为微弱。