余弦型Y分支结构参数的性能分析

针对低损耗余弦型Y分支光波导的分析与设计,首先对其弯曲损耗进行理论推导,其次对光传播损耗特性起主要影响作用的三个结构参数(波导宽度、过渡区长度、分支高度),利用有限差分光束传播法(FD-BPM)进行了逐个性能优化分析.结果表明:传输损耗随波导宽度的增加而减小,随过渡区长度的增长而减小,随分支高度的增加而增大,此结果可为各种Y分支的选取提供参考.     

一种带有锥形多模过渡区的Y分支光波导

为减小Y分支波导的分支损耗,提出在输入波导和两输出波导间引入锥形多模过渡波导.与已被用于减小Y分支波导分支损耗的矩形多模过渡波导相比,所引入的锥形多模过渡波导,不仅可以减小过渡波导的长度,还可进一步减小分支损耗.利用三维有限差分光束传播法,对具有锥形过渡波导的退火质子交换铌酸锂Y分支光波导进行了数值模拟.数值结果为该类Y分支光波导的设计和制备提供参考.     

用有限差分光束传输法分析过渡波导损耗

为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状过渡波导损耗的过程中,凸现出了有限差分光束传播法在光波导器件及其单元器件模拟分析中的直观性与方便性。     

聚合物Y分支波导的TM模分析

本文利用有效折射率法计算聚合物脊形波导的横向折射率分布,将三维光波场传播问题简化为二维问题;从导模满足的标量波动方程出发,结合透明边界条件,采用Crank-Nicholson差分格式,得出有限差分束传播法的基本方程.对Y分支波导结构中TM模的传播及损耗特性进行理论分析,得出了优化的结构参数:Y分支角α=1.1°,脊宽W=5μm,波导间距G=20μm.     

双M-Z干涉仪中Y分支波导设计与分析

介绍了分支波导和S形弯曲波导,设计了对称双Y分支S形弯曲波导的结构,并计算了其弯曲损耗。对1/2Y和1/4Y分支波导的传输及弯曲损耗随长度的变化进行了模拟仿真,结果表明,设计的双Y分支波导达到了低损耗的要求。最后对双M-Z干涉仪的光场传输进行了二维各向同性仿真,得到其光场传输图和折射率分布图。结果表明,设计的双M-Z干涉仪的分光比可达1∶1∶1∶1。     

Y分支结构输出特性的优化

文章分析了平面光波导Y分支的输出特性，通过优化Y分支中扩模波导的长度和插入一根适当长度直波导对Y分支的输出均匀性进行了优化，通过这种优化设计可以获得具有均匀输出特性的Y分支。     

非对称Y分支光波导分路器的设计

在分析了非对称Y分支平面光波导理论的基础上,利用BPM算法,对Ti:LiNbO3分支波导进行了计算和仿真,得到了其分叉角与功率分配的关系;同时对几个Y分支级联所构成的非对称分路器进行了研究,结果表明利用非对称光分路器分配光功率,可以满足不同用户的需求.这为制作光分支器提供了一种新的设计思路.     

SOI光波导传输机理及其损耗的研究

分析研究了ＳＯＩ光波导传输机理，并对其传输损耗进行了计算。     

光波导传输损耗测量新方法

详细介绍了一种测量光波导传输损耗的匹配液测量法.通过将波导插入折射率高于波导芯层的液体将光线耦合出波导,获得波导传输线上各点实际通过的光强,拟合出光强传输衰减曲线.与传统测量方法相比,本方法可对波导进行重复性测量,尤其适用于传输损耗低于0.1 dB/cm光波导的测量.     

光波导的有限差分光束传播法设计及分析

讨论光波导数值计算方法中的有限差分光束传播法(FD-BPM)的设计与分析.从光波导理论、光波导数值算法、偏微分方程的差分方法引入FD-BPM算法.讨论了边界条件的计算及作用.结合具体光波导结构,运用FD-BPM算法进行数值计算;对得出的结论,通过改变不同参量,进行了结果的比较和分析.     

Si基槽型光波导的传输特性分析和传输损耗的测量

对Si基槽型(slot)光波导的传输特性进行了研究。 采用三 维时域有限差分(3D-FDTD)法研究了芯层中的光功率与波导槽型宽度及Si条带宽度之间的关 系,结果显示,槽型光波导具有很好的光功率约束效率,可以达到30%以上; 分析了光功率的变化规律及其优化,综合考虑光功率和光功率密度确定波导结构参数,实现 最佳光功率分 布,横向光功率分布沿x轴方向具有很好的约束效果,沿y轴方向呈现高斯分布;分析了底部Si薄层对光 功率的影响,100nm的底部Si薄层使得芯层的光功率下降50%,减小 底部Si薄层厚度有利于光功率约束效 率的提高;采用电子束刻写(EBL)技术和等离子刻蚀(ICP)技术制备了Si基槽型光波导,实验 研究了其传输损耗,结果显示,槽型光波导具有较低的传输损耗,达到13.5dB/cm。     

飞秒激光加工光波导的工艺与传输特性研究

利用飞秒激光横向直写方式加工光波导,采用散射光测量法分析了光波导的传输损耗。为了提高光波导的传输性能,分析了不同数值孔径的聚焦物镜、加工速度和加工能量对光波导传输损耗的影响。实验结果表明,聚焦物镜数值孔径为0.25,激光功率为6 m W,加工速度在45~60μm/s时,飞秒激光加工的光波导具有较好的传输性能,其传输损耗低于-0.2 d B/cm。     

硅基波导光栅耦合器与波导传输损耗的研究

对硅(Si)基波导光栅耦合器的设计与耦合性能进 行了研究。采用本征模展开法对光栅耦合器进行设计与 优化,通过实验测量了光栅的耦合性能,并对均匀光栅、自聚焦光栅和反射光栅等3种光栅 耦合器的耦合 性能进行了比较,耦合效率分别达到了达到47.86、56. 36和48.98%,自聚焦光栅可以有效改善光纤到 光纤的传输效果,耦合效率提高了8.5%。通过实验测量了基于耦合光 栅技术的Si基条形波导和槽型波导的 传输损耗,结果显示,条形波导和槽型波导的传输损耗分别为2.34d B/cm和6.31dB/mm。     

硅基微机械微波传输线的制备与特性分析

介绍了三种硅基微机械波传输线：矩形波导、V型槽及W型槽共平面波导,及其三种传输线的制备工艺流程。分析认为,制备方法不同,导致传输线结构、特性阻抗、插入损耗等特性亦不同。     

微波信号在空间光通信系统中的传输

采用ITU(国际电信联盟)推荐的Ka波段为星间微波链路的通信频段,设计了采用激光链路透明传输微波信号的系统方案,包括直接微波信号传输和微波信号变频传输的两种方案.并指出了实现该目标的基本条件,即采用大功率、高光束质量的DPSSL(半导体激光器抽运固体激光器)为光发射机的光源,以及光发射机调制器的最佳选择是宽带LiNbO3波导调制器.     

椭圆光波导和圆形光波导单模传输分析比较

文章利用入射线偏振光在柱坐标系下对椭圆光波导进行了严格求解,得到了模场的精确解析解,导出了模式特征方程.光只在长轴方向的子午面内单模传播时,即可实现单模单偏振传输.在给定相同条件下单模传输时,与圆形光波导相比,椭圆光波导传播常数变化很小.文章还简要分析了波长、椭圆率和相对折射率差对传播常数的影响.     

掺MgO的LiNbO_3平面光波导的抗光损伤能力

报道了在质子注入波导中几乎观察不到光损伤。掺镁铌酸锂中质子交换波导的抗光损伤能力是不掺镁的二倍,是钛内扩散波导的8倍。     

Influence on Multimode Rectangular Optical Waveguide Propagation Loss by Surface Roughness

Optical scattering loss coefficient of muhimode rectangular waveguide is analyzed in this work. First, the effective refrac tive index and the mode field distribution of waveguide modes are obtained using the Marcatili method. The influence on scattering loss coefficient by waveguide surface roughness is then analyzed. Finally, the mode coupling efficiency for the SMFOpticalWaveguide （SOW） structure and MMFOptical Waveguide （MOW） structure are presented. The total scatter ing loss coefficient depends on modes scattering loss coeffi cients and the mode coupling efficiency between fiber and waveguide. The simulation results show that the total scatter ing loss coefficient for the MOW structure is affected more strongly by surface roughness than that for the SOW struc ture. The total scattering loss coefficient of waveguide decreas es from 3.97 x 10^-2 dB/cm to 2.96 x 10^-4 dB/cm for the SOW structure and from 5.24 - 10^-2 dB/cm to 4.7 x 10^-4 dB/ cm for the MOW structure when surface roughness is from 300nm to 20nm and waveguide length is 100cm.     

基于分布式光传感的输电线路地震信号分析

为了分析地震对输电线路的影响,利用OPGW分布式光传感监测系统采集了地震案例数据,对输电线路受地震影响时的振动进行了特征分析,并初步尝试以实测塔线体系振动数据开展地震对输电线路的影响程度评估,充分验证了基于光纤复合架空地线(OPGW)的分布式光传感监测系统可以准确监测到输电线路通道的地震活动,并能感知全线路受地震波的影...