锥形光波导耦合特性研究

基于耦合模理论,数值仿真了两种耦合结构(FW和WF)下的耦合损耗随锥形光波导芯层尺寸的变换规律;进一步分析了两种耦合结构下锥形光波导端面粗糙度对其模式耦合损耗特性的影响,表明不同模式其端面散射损耗不同;实验结果表明,锥形光波导的输入端芯层尺寸、输出端芯层尺寸及光波导长度,对FW结构下的耦合损耗影响较小,对WF结构下的耦合损耗影响较大。     

高斯光束—光波导的耦合

本文研究了 Si基 Si O2 光波导与高斯光束之间的耦合。用有效折射率法计算了波导 TE模基模的分布 ;实验测试了与光斑直径小于 10 μm的高斯光束的耦合位置允许误差。结果表明归一化耦合比在5 0 %以上时 ,x- y方向的位置误差应该在± 5μm内 ,z方向位置误差在± 2 0 0μm。     

环形耦合谐振腔光波导的耦合率对光学延时线的影响

本文根据Bloch理论研究了耦合谐振腔光波导(CROW)的群速度、延迟时间及存储容量随耦合率的变化规律。结果表明,耦合谐振腔光波导(CROW)的群速度、延迟时间及存储容量随着耦合率的增大而降低,而色散随耦合率的增大而增大。还运用传输矩阵的方法,研究了环形耦合谐振腔透过率随耦合率的变化规律。在不考虑损耗的情况下,耦合率对透过率无影响,考虑损耗时,透过率则随耦合串的减小而减小。对衰减系数为0.995,耦合率为0,235情况下的CROW进行模拟。模拟结果显示,当CROW中含64个谐振腔时,延迟时间能达到100ps,透过率可达到-27dB,可以满足实际应用需要。     

非对称GNRD波导耦合特性的计算

本文将两种尺寸不同的波导相互耦合可实现宽带耦合器的原理用于GNRD波导定向耦合器的设计。根据对非对称GNRD波导耦合特性的理论分析,定性讨论了各种非对称情况对耦合特性的影响;并设计了3dB GNRD波导非对称定向耦合器。计算结果表明其在8mm波段,耦合频带比原对称时的明显平坦。     

NRD波导中多种弯波导之间的耦合特性

针对ＮＲＤ波导中不同半径的弯波导之间的耦合特性,提出了一种新的通用的分析方法,当耦合结构分别简化为非对称结构（即直波导与弯波导耦合）和对称结构（即两个半径相同的弯波导的耦合）时,该方法也可相应简化,与已有的分析结果完全一致。本文还就不同半径的弯波导构成的耦合器的频率响应和带宽特笥,在６０ＧＨｚ时给出实验验证,证实了本文所提方法的通用性和有效性。     

基于光波导的高耦合效率垂直耦合结构设计

针对目前光电印制板(OEPCB)中光电器件与光波导对接的垂直耦合结构耦合效率较低的问题,分析了传统嵌入式45°反射微镜的垂直耦合结构,提出了一种新的垂直耦合结构,经Matlab仿真验证其具有更高的垂直耦合效率。研究表明,新结构对光电对准精度要求不高,受传统PCB制作工艺的层压的高温高压影响更小、便于兼容传统PCB制作工艺。     

光波导-单模光纤的直接耦合

实现光波导－单模光纤的耦合是各种集成光学器件从实验室走向实用化的关键，耦合效率的高低直接影响到各种集成光学产品的性能。本文在分析影响耦合效率的主要因素的基础上，对现有的几种光波导－光纤耦合方式作了进上步的分析和比较。     

纳米级铝包覆光波导耦合特性研究

为了研究10nm级铝包覆光波导特征参量对其耦合情况的影响,理论模拟了不同金属层折射率和厚度、不同导波层折射率和厚度情况下的衰减全反射谱,分析了特征参量对耦合情况的影响。通过实验验证了金属层折射率和厚度对其耦合情况的影响,发现纳米级铝膜的复介电常数发生了很大的变化。结果表明,导波层厚度影响激发导模的数目,但对耦合深度影响不大;导波层折射率同时影响激发导模的数目和耦合深度;耦合层金属膜厚度不影响激发导模的模数,但对耦合深度的影响很大;对于相同的耦合层金属膜厚度,金属折射率不同,耦合情况大不相同。研究结果为基于双面金属包覆光波导的脉冲展宽器的制作和设计过程提供了参考。     

基于S型Y分支波导的石墨烯M-Z电光调制器设计

利用COMSOL软件设计了一种基于S型Y分支SOI脊波导的石墨烯M-Z电光调制器,并对Y分支波导曲率半径、相位臂长度、芯层间距和输入输出直波导长度等结构参数对调制器的影响进行了分析.在此基础上对电光调制器的性能指标进行了计算和优化,最终设计出了3 dB带宽为143 GHz、消光比为15.05 dB的硅基石墨烯M-Z电光调制器.     

方形波导激光器的反射耦合研究

针对方形波导激光器的反射耦合问题提出了一种采用柱面反射镜的新型耦合方式。应用衍射理论详细推导了柱面反射镜和球面反射镜对方形波导激光器的耦合效率。通过数值计算分别得到采用球面反射镜时,EH11模和EH21模的耦合效率对反射镜曲率半径R的关系曲线,以及采用柱面反射镜时EH11模,EH21模和EH12模的耦合效率曲线。通过对比,得到波导口到反射镜距离d较小的时候,柱面反射镜对EH11模具有与球面反射镜接近的耦合效率。同时相对球面反射镜,柱面反射镜对EH21模和EH12模具有更强的抑制作用。在d较大时,相对球面反射镜柱面反射镜对EH21模的抑制作用将会变得更强,而对EH12模的抑制作用将会减弱。     

W波段单E面耦合宽带波导滤波器

毫米波/亚毫米波探测、通信、成像等系统的快速发展对W波段波导滤波器的带宽、损耗、集成方式等多方面提出了高要求。针对新一代W 波段固态宽带高集成接收机的应用需求,文中提出了一种基于单侧E 面电容耦合型的W 波段波导带通滤波器,实现85.5~97.5 GHz(3 dB 带宽 ≈ 13%)的宽频带响应。该波导滤波器具有易于现代高精度铣削工艺(CNC)制备的对称E 面分裂型加工结构,能够获得低损耗特性和高鲁棒性;此外还基于极点提取方法,引入额外谐振腔实现传输零点,进一步提高该滤波器的上边带外抑制。经加工并实测,上述滤波器在W全波段内测试结果与仿真结果高度吻合,具有可重复性和频率延展性。     

小孔耦合在圆形槽波导中的应用

本文应用电磁场的互易原理以及小孔辐射的工程处理方法 ,分析了不同尺寸圆形槽波导间的小孔耦合情况 ,得到了小孔等效感抗公式 ;然后 ,讨论了圆形槽波导与圆形槽波导腔之间的小孔耦合情形 ;最后 ,进行了数值计算 ,并与实验结果进行了比较 ,二者吻合 ,从而证明了理论分析方法的正确性。     

截止波导理论中的波型耦合问题

本文从理论上证明:当截止波导口上纵向磁场不为零时,磁波将导致波型耦合,这种耦合还将随着截止波导长度的改变而周期变化.从而解释了截止波导或截止波导滤波器存在有限工作频率范围的原因.为了消除或减弱截止波导的波型耦合,需要对截止波导进行特殊的设计.     

螺旋波纹波导回旋行波管的模式耦合机制

从波导的等效边界条件出发,结合波导的激发方程组,通过数学推导说明了螺旋波纹波导回旋行波管的模式耦合机制。TE_1,1模会在螺旋波纹波导中耦合出TE_-2,1模,并且通过计算说明TE_-2,1模主要和TE_1,1模的空间-1次谐波发生耦合。     

太赫兹辐射源与波导耦合研究新进展

对国际上关于半导体太赫兹辐射源和太赫兹传输波导之间的耦合问题的研究进展和最新动态进行了较详细的分析和归纳总结.太赫兹频段是一个非常有科学价值电磁波频段,它在信息科学,天文学、医学、环境科学、国防等领域都有广阔的应用前景和应用价值.太赫兹的应用除了太赫兹辐射源,太赫兹传输器件,太赫兹探测器等关键器件之外,还必须解决太赫兹辐射源和太赫兹传输器件之间的耦合问题.     

含正交矩形腔MIM波导电磁感应透明及慢光效应的数值研究

通过在金属-电介质-金属(MIM)波导单侧引入正交的双谐振腔结构,得到了实现等离激元诱导透明效应的结构模型。采用有限元法计算得到了该结构的透射谱曲线。仿真结果显示,波导系统的谐振波长随着正交双谐振腔有效谐振长度(L_eff)的增加而红移,且当正交矩形腔为对称的T形结构时,会出现传输禁带。在此基础上讨论了当正交矩形腔为非对称结构时,在传输禁带处产生类电磁诱导透明峰的物理条件,以及该透射峰的变换规律。类电磁诱导效应可改变光的群速度,从而产生慢光效应。研究结果表明,含正交矩形腔MIM的波导结构可以得到0.086ps的最大光时延,为光路延时以及光数据存储提供了理论参考。