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亚波长金属波导的光传播和干涉特性研究 总被引:2,自引:2,他引:0
利用时域有限差分方法研究了亚波长金属波导TE波的传播特性和基于异常透射现象的干涉特性.对各种参量对驻波特性的影响及两列波导间的耦合特性进行了分析.研究发现,TE波在波导中传播时存在截止宽度,如果波导宽度小于截止宽度,TE波在波导中不能传播;如果波导宽度大于截止宽度,TE波的传播距离将随波导宽度变大而突然增加.当波导宽度达到或大于半波长时,TE波可以在波导中正常传播.金属波导的截止宽度与金属的吸收系数成正比.此外,由于光在亚波长金属波导透射时的异常透射现象,在亚波长金属波导中产生了TE波的干涉现象,能形成驻波. 相似文献
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研究了光波在没有光子带隙的三角晶格型光子晶体多模波导中的传播特性. 利用等效折射率法,将该结构等效为三层平板介质波导,基于自映像原理,数值分析和模拟了其多模干涉效应. 研究结果表明,由于全内反射和分布式布拉格反射的联合效应,光场类似于传统波导模式,能高效地传输;随着填充率的增大,高透射区域将向波长减小的方向移动,带宽和透射率也随之增加, 研究结果为实际应用中选择适当的填充率提供了理论依据.
关键词:
光子晶体多模波导
全内反射
填充率
时域有限差分法 相似文献
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本文首次用时域有限差分法对波导电光调制器结构进行全波分析。通过引入移动吸收边界条件和自动递归模型,提高了算法的计算精度和效率,获得了调制器结构参数与性能的关系曲线,为实际器件的优化设计提供了重要依据。 相似文献
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双平行圆柱形MDM纳米棒等离子体波导的传输特性分析 总被引:1,自引:0,他引:1
设计了一种由双平行圆柱形纳米棒构成的金属-介质-金属(MDM)型等离子体波导,采用时域有限差分方法(FDTD)分析了波导结构的传输特性。当光波垂直主轴入射时,电磁场被很好地局限在两纳米棒所形成的中间区域以及介质层中,从而在该波导中能够有效地耦合电磁场能量。在工作波长为1 550 nm的情况下,随着内层金属芯半径的增大,有效折射率减小,传播距离增大;而中间介质层厚度增大时,有效折射率增大,传播距离减小。当外层金属壳厚为20 nm时,电场可以很好地被限制在纳米棒的介质层内。上述结果表明:通过调整波导结构的几何参数可以显著提高金属纳米棒的场限制,降低波导本身的损耗, 使波导的有效折射率和传播长度达到最优化。这种等离子体波导能够实现亚波长的光限制,可以应用于光子器件集成和传感器领域。 相似文献
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一种高品质中空金属光波导 总被引:3,自引:0,他引:3
讨论了高品质中空金属光波导的工作原理及其制作工艺,制备了以金和银作为波导材料的中空波导管,并对空芯以及充入不同透明液体的液芯波导的透光特性进行了测试,结果表明:与中空介质波导相比,中空金属波导具有光传输损耗低,透过率对波导弯曲与失调不甚敏感等优点;而液芯金属波导的透光效率与透明材料的折射系数无关。文中描述了在特定波段内“中空光纤”的原理,并报道了He-Ne和CO2激光在中空金壁波导传输的实验结果。 相似文献
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亚波长波导能够控制光在亚波长的尺寸中以很小损耗传输,在集成光学中有广泛的应用。利用二维时域有限差分(FDTD)法,研究了光波在金属层中亚波长两狭缝之间的耦合过程。分别在较厚的金属层前表面和后表面刻上两个狭缝,纵向错开一定距离(间距),横向重叠一定长度(耦合长度),两个狭缝能够将光波从金属层的前表面耦合到后表面。改变两个狭缝长度、间距和耦合长度等参数,耦合波长和效率发生明显变化。结合振幅分布,认为光波在两狭缝形成波导共振,前表面狭缝的共振将入射波能量耦合进入狭缝中,后表面狭缝的共振将能量耦合出去,两个狭缝之间通过隧穿效应耦合。 相似文献
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全电极脊形波导光传输特性 总被引:1,自引:1,他引:0
给出一种较为简便的全电极脊形波导的分析方法,即采用有效折射率方法把此金属包层脊形波导化成一个二维等效平板波导,然后利用微分法得到模的有效折射率满足的方程和吸收损耗系数的解析表达式.作为一个特例,用这种方法对SiO2全电极脊形波导光传输特性如光传播常数和损耗进行了计算, 并得到一些有益的结论. 相似文献
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P. P. Sahu 《Fiber and Integrated Optics》2013,32(4):284-293
Abstract Based on the two-mode interference principle, a thermo-optic two-mode interference waveguide structure with heat-insulating grooves in both sides of the two-mode interference core has been proposed for optical switching. The thermal analysis of the proposed structure with SiON core and SiO2 cladding has been performed by the finite difference method. The switching power of the device is estimated as ~450 mW, and the response time is estimated as ~98 μs, which is eight times faster than that of the existing thermo-optic two-mode interference device. The device length of the switch is 2.7 times less than that of the existing total internal reflection (TIR) thermo-optic switch. 相似文献
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The transmission characteristics of a metallic film with
subwavelength periodic slits are investigated by using the
two-dimensional finite-difference time-domain method (2D-FDTD). Two
models are constructed to show the dependance of the transmission
spectrum on the slit structure. A sandwiched structure is used to
exhibit the contribution of the metallic wall inside slits to the
extraordinary high transmission. And a filled slit structure is
employed to reflect the relation between the average refractive
index inside the slits and the transmission spectrum of the
structure. The transmission characteristics of two structures can be
explained well with the waveguide resonance theory. 相似文献
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环状截面同轴金属波导的特性研究 总被引:1,自引:1,他引:0
以电磁场理论为出发点,对满足环状截面同轴金属波导边界条件的麦克斯韦方程组求解,得到了环状同轴波导管内的电磁场各分量方程,并以TE模灰例详尽分析了环状金属波导管中的模式特征、色散关系、光束传播及其强度分布特性。 相似文献
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用一级微扰理论,对二次多项式折射分布平面光波导,进行了波方程的解析求解,推得用Airy函数表示的场解和色散方程。用一级微扰近似计算了传播常数,并与实验值进行了比较,其结果是符合的。 相似文献