标量时域有限差分法用于平面光波导模场分析

用二维标量时域有限差分法分析了平面光波导基模的模场分布情况，在设置场源时分别用了五种不同形态的光源作为激励，在光传播到一定距离和时间后得到的五种不同激励下的稳态模场分布完全相同，并与解析法讨论的结果一致。     

条形波导的三维标量FDTD法分析

发展了一种实用的对条形结构波导中光的传输特性进行模拟计算的三维标量时域有限差分(FDTD)数值计算方法,并对在电吸收调制器条形波导中的光场分布进行数值模拟计算,得到了在条形波导中光传输方向上不同横截面上的光场分布形式,这些光场分布是由波导中不同模式场叠加形成的,反映了波导中多模干涉的现象.数值模拟计算的结果与实验测试结果相一致,证明了这种三维标量FDTD法应用于条形光波导结构分析的有效性.此方法具有掌握容易,计算分析简便等优点,适用于条形结构波导的设计、模拟和特性分析.     

渐变折射率平面波导的导模场分布的确定

文中给出了求渐变折射率平板波导场分布的差分方程法,利用它可以很方便地得到TE模和TM模的场分布．并且给出了计算实例,从中可看出差分法是一种简单可行的方法．     

GaAs／AlGaAs周期折射率光波导光学表面模

应用周期折射率介质光波导的模场分布函数和特征方程，分析了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ周期折射率光波导中波导的材料参量和结构参量对ＴＥ模场分布的影响，并讨论了ＴＥ＿０表面基摸的形成。     

Fermi折射率平面光波导的模方程

运用光线理论导出了Fermi折射率平面光波导的模方程,用此模方程可相当精确地确定这类光波导的模传输特性。     

平面锥形光波导模斑转换器的研究

基于三维有限差分束传输法（FD－BPM）对平面光波导器件中的关键元件之一－平面锥形模斑转换器作了深入的研究，对线性和数种非线性侧面边界的模斑转换器进行了数值仿真和对比，分析了平面锥形模斑转换器侧面边界函数对耦合损耗的影响，以及模斑转换器中模场分布随传输距离的变化，确定了不同长度的平面锥形模斑转换器的最佳侧面边界，指出长度在200－1000μm范围内具有余弦边界的平面锥形模斑转换器性能最佳，并且发现，光纤中的出射光进入模斑转换器以后，光波模式会逐渐发生变化，并最终转化为单模。     

时域有限差分法(FDTD)在柱形光波导分析中的应用

时域有限差分法(Finite Difference Time Domain，FDTD)自Yee于1966年提出以来发展迅速，上世纪80年代就开始广泛应用于电磁学的各个领域，80年代末开始被应用于微波波导问题的分析并取得相当的成功。与绝大多数金属波导、微波频段波导及谐振腔不同，     

三角形截面介质光波导的近似模方程

本文应用有效折射率法和WKB法导出了三角形截面介质光波导的近似模方程,其特点是形式简单,计算方便。通过对正三角形截面介质光波导传输特性的实算可见,其计算结果与有限元法的数值分析结果相近。     

半矢量有限差分波束传输法求解多模波导模场

三维波导的模场具有偏振特性(TE或TM模),针对三维脊型光波导模场的偏振相关性,对于不同偏振方向的模场构造满足不同边界连续性条件的差分格式,结合交替方向隐式FD-BPM来处理三维波导问题,分析了多模脊型光波导的模场,得到各阶导模的模传播常数和模场分布.利用该方法得到的模场可以基于同一套空间差分网格而直接用于波导器件的FD-BPM功能模拟,避免为了分析波导模场而去寻求另外的方法.     

可重构上下路复用器中平面波导光栅的FDTD法分析

建立了用于可重构上下路复用器(ROADM)中的平面波导光栅的基本模型,讨论了目前制备平面波导器件的主要材料及其特性.给出平面波导光栅二维时域有限差分(FDTD)法和完全匹配层(PML)边界条件的数值分析模型.对基于Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的平面波导光栅进行了数值模拟,讨论分析了周期数、占空比和倾斜角变化对光栅谱特性的影响.随着光栅周期数的不断增多,其在反射波长处的透射率不断减小,谱线趋于平坦;增大占空比,反射波长向长波方向移动;增大倾斜角,将会在短波长处激励出新的模式.     

基于双面金属包覆波导的磁流体折射率研究

基于厚度达到毫米量级的双面金属包覆波导,采用波长为785nm的激光入射到该波导金属耦合层上,激发波导中的超高阶导模,在波导正上方放置固定磁钢。在穿过波导中心的平行磁场作用下,选择合适的三个连续的导膜角,测定液体膜的折射率,得到磁流体折射率与磁感应强度大小的关系。     

光孤子在非线性光子晶体弯曲波导中的传输特性研究

通过数值模拟方法研究了非线性光子晶体波导中光孤子的传输特性,研究重点是光在基于二维光子晶体材料制作的弯曲波导中的透射行为,结果表明光孤子经过传统方法制作的弯曲波导后能量完全衰减,而通过调制波导弯曲处晶体的结构,光孤子可以完美的传输,没有畸变和能量损耗。此外,也总结了调制波导弯曲处光子晶体结构以提高光孤子的透射率应遵循的原则。     

脊型光波导偏振模场有限差分分析

针对三维脊型光波导模场的偏振相关性,对于不同偏振方向的模场构造满足不同边界连续性条件的差分格式,结合交替方向隐式FD-BPM来处理三维波导问题。得到各阶导模的模传播常数和模场分布。     

聚合物波导折射率渐变型Spot-size converter设计

围绕光致折射率变化聚甲基苯基硅烷高分子光波导,设计了新型的折射率渐变型Spot-size converter,可有效改善光纤与光波导的端面耦合效率．BPM仿真计算显示,耦合效率由78％提高到91％,为器件制备提供了理论依据．     

四维闵氏真空中自由无质量标量场平方的概率分布

以洛伦兹平方函数为采样函数,对四维闵氏真空中的标量场平方φ2在采样涂抹后进行了矩的计算,发现其概率分布近似为Γ分布,从而用一个不同的采样测试函数类型验证了矩方法的可靠性.对该二次量子场而言,发现其单次测量中更可能出现负值,其概率为93%.在此情形中,来自量子能量不等式的约束也同样得到了体现.     

椭圆波导与椭圆同轴传输线的截止波长的FDTD法分析

椭圆波导和椭圆同轴传输线在实际中呈现出越来越重要的意义,而对它们的传输特性理论分析却比较薄弱,本文采用当代流行的数值长法－0－时域有限差分法（FDTD法）计算和分析了椭圆波导及椭圆同轴传输线的截止波长,并给出场分布,该方法可推广用于计算椭圆微带屏蔽传输线的传输特性。