Ti∶LiNbO_3二维渐变折射率光波导传播常数的计算

从Ti∶LiNbO3波导截面折射率分布的特点出发，得出一套计算传播常数简单而精确的方法。文中对该法进行了分析，并应用该方法计算了钛扩散波导的色散关系。该方法为钛扩散光波导集成光学器件的设计提供了一种较可靠的理论手段。     

Ti：LiNdO3波导折射率的测量和在各个波长折射率的计算

钛扩散铌酸锂光波导是应用很广的一种光波导器件，知道铌酸锂扩散波导的有效折射率和扩散后表面折射率对于进一步设计波导和分析波导特性很有意义。本文用在0.6328μm可见光下测量波导的有效折射率，利用色散方程推导出铌酸锂波导在其它各个波长的折射率。介绍了通过z切的折射率修正到x切向下的折射率的方法，该方法可以推广到任意切向。此外，还给出了计算波导表面折射率方法，即可以计算出波导扩散后形成的最大折射率差。文中给出了在1.55μm下x切y传铌酸锂波导有效折射率的计算实例。     

632.8nm波长质子交换光波导型偏振器的研究

在可见光域研制出钛扩散铌酸锂质子交换光波导偏振器，同时，给出波导偏振器参数测试装置。在理论上，利用物理光学和波导色散理论分析与计算了这种偏振器的消光比，分析了影响器件性能的各种因素，理论计算与实验结果符合良好。     

Ti：LiNdO3波导的折射率计算与测量

Ti：LiNdO3光波导器件在光纤通信、光纤传感、信息光学以及非线性光学领域有着重要而广泛的应用。可调谐滤波器是下一代光通信网络中重要的器件，可用来构成动态的OADM，集成光波导声光可调谐滤波器（IAOTF）是实现此种功能的最具潜力的器件之一。该器件需要在X切Y传的Ti：LiNdO3晶片上采用Ti扩散技术完成。对于可调谐滤波器的设计而言，具有低损耗、单模传输、高质量的光波导是非常重要的。因此必须研究扩散波导的折射率分布以及它与波导参数之间的关系。现有文献多只给出Z切LiNdO3波导的折射率在不同扩散参数下的分布。而对X切Y传的LiNdO3波导折射率未作讨论。在其他扩散条件都一定条件下，可以认为不同切向下扩散波导折射率变化。只是由于不同切向下扩散常数不同造成的，所以本文提出用Z切下折射率分布修正X切下的折射率。本文通过两种不同的方法分别计算了X切Ti：LiNdO3波导折射率随扩散条件的变化规律。从计算的结果可以验证Z切下折射率分布修正X切下的折射率的方法是可行的。其中方法二还可以计算扩散波导的有效折射率。并用棱镜耦合方法测量有效折射率，通过有效折射率计算出折射率差。并对两种方法得到的结果进行了分析比较。     

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.     

钛扩散铌酸锂矩形波导中的双折射耦合对传播常数的影响

 从亥姆霍兹方程出发，得到了各向异性光波导在弱导近似下的耦合模理论。耦合系数包括偏振耦合项和双折射耦合项。并用马卡提里近似下的模式作为零级近似。用一级微扰法计算了折射率渐变分布的钛扩散铌酸锂矩形波导的传播常数。在给定参数的情况下，得到双折射项引起的传播常数的改变约为主微扰项的3%，因此双折射耦合对钛扩散铌酸锂矩形波导的性能影响不可忽略，这对设计和分析与它相关的光波导器件具有指导意义。     

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。     

光波导材料与制备

通过数值计算模拟了K 一Na 二次扩散玻璃波导的折射率轮廓,阐述了利用K 一Na十二次离子交换的方法在BK7玻璃上制作波导的过程,分析了极化率不同的扩散离子对的选择对波导有效折射率变化的影响,以及扩散平衡时体积变化对表面折射率的影响,描述了扩散引起的波导内部诱导应力变化。设计了测试波导损耗以及波导     

m线法研究掺杂LiNbO_3晶体波导基片的光损伤

采用ｍ线法研究了掺杂ＬｉＮｂＯ３晶体波导基片的光损伤，发现抗光损伤能力依次为Ｍｇ：ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＮｂＯ３、Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３（氧化），Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３（还原）。对于同样材料，质子交换光波导的抗光损伤能力高于钛扩散光波导。     

多层线型分割法分析渐变型平板介质波导

提出了一种求解渐变折射率平板光波导的传播常数和场强分布的数值计算方法，计算了几类典型的渐变折射率波导的传播常数数值，并与其它方法进行了比较，结果表明，该方法计算的精度极高，速度较快，有实用价值。     

确定渐变型光波导折射率轮廓的一种方法

将统计试验最优化方法用于研究渐变型光波导折射率轮廓,构造了合理的评价函数,并编制了实用的计算程序。对实验室中制备的扩钛铌酸锂波导折射率轮廓进行了计算。本文提出的方法与已报导的渚方法相比较,有其明显的优点。     

离子交换KTP晶体光波导及其各向异性波导性能研究

采用离子交换法制备了Ｒｂ：ＫＴＰ晶体光波导，在不同波长的耦合光下测量了ＴＥ和ＴＭ偏振波导模式的有效折射率，拟合了波导层折射率的余误差函数分布，证明了波导折射率增量的各向异性，给出了其色散关系；最后计算并讨论了Ｒｂ：ＫＴＰ波导的扩散特性。     

扩散沟道光波导的条形传递函数解

利用条形传递函数方法分析了二维扩散沟道光波导的传播特性,对两种典型折射率分布计算的数值结果与精确解及其它方法的结果进行了比较,表明该方法具有优于其它数值方法的精度.     

K~+-Na~+二次离子交换制作玻璃波导

通过数值计算模拟了K + Na+ 二次扩散玻璃波导的折射率轮廓 ,阐述了利用K + Na+ 二次离子交换的方法 ,在BK7玻璃上制作波导的过程 ,分析了极化率不同的扩散离子对的选择对波导有效折射率变化的影响 ,以及扩散平衡时体积变化对表面折射率的影响 ,描述了扩散引起的波导内部诱导应力变化 设计了测试波导损耗以及波导表面折射率改变的实验装置 ,对尺寸 1 0mm×1 0mm× 1 .5mm和 1 0mm× 5mm× 1 .5mm两组BK7玻璃基片上的玻璃波导进行了测试 ,测试结果与理论吻合较好     

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。     

K+-Na+二次离子交换制作玻璃波导

通过数值计算模拟了K⁺Na⁺二次扩散玻璃波导的折射率轮廓,阐述了利用K⁺Na⁺二次离子交换的方法,在BK7玻璃上制作波导的过程,分析了极化率不同的扩散离子对的选择对波导有效折射率变化的影响,以及扩散平衡时体积变化对表面折射率的影响,描述了扩散引起的波导内部诱导应力变化设计了测试波导损耗以及波导表面折射率改变的实验装置,对尺寸10mm×10mm×1.5mm和10mm×5mm×1.5mm两组BK7玻璃基片上的玻璃波导进行了测试,测试结果与理论吻合较好.     

任意截面光波导的模式计算

提出了一种计算近理想形状任意截面光波导模式特性的方法。首先运用微扰理论计算出光波导的电磁场分布,然后从麦克斯韦方程出发推导出一个计算光波导传播常数的公式并由此得出其色散曲线,该方法没有繁杂的计算过程。     

一种温度不敏感型阵列波导光栅的研究

研究了的一种新型温度不敏感型阵列波导光栅(AWG)。该新型温度不敏感型阵列波导光栅的波导采用混合材料的波导结构，该混合材料波导通过在石英波导芯层上旋涂聚合物材料的上包层，达到改变波导温度特性的目的，使得阵列波导光栅的温度敏感性降低。通过理论分析和有限差分方法研究了其中两种结构：三层混合材料波导构成的阵列波导光栅和四层混合材料波导构成的阵列波导光栅，计算了该新型温度不敏感型阵列波导光栅的温度特性。结果表明，在一定的设计下，温度变化0～50℃时，这两种温度不敏感型阵列波导光栅的最大波长漂移量小于0．03nm，不到无温度控制时常规阵列波导光栅最大波长漂移量的4％。     

Z-切Ti:LiNbO3平面波导模式数量的色散特性

对于在流动干氩气中扩散而形成的Z-切Ti:LiNbO₃平面波导,用Fouchet等人提出的钛感应折射率增量在0.6～1.6μm波长范围内的色散关系,推得与扩散参数有显函数关系的模式数量的色散公式。在若干重要波长,用这些色散公式,画出模式数量和扩散参数的关系曲线,可用来控制相应波导和器件的模式数量。     

多层线型分割法分析渐变型平板介质波导

提出了一种求解渐变折射率平板光波导的传播常数和场强分布的数值计算方法,计算了几类典型的渐变折射率波导的传播常数数值,并与其它方法进行了比较,结果表明,该方法计算的精度极高,速度较快,有实用价值.