金属包覆聚合物平板波导的微扰分析

用理想波导耦合是论为基础的微扰方法分析金属包覆聚合物平板波导,推理波导传播常数的近似解。经数值计算,分别求得传播常数的正确解与近似解,二者相比较,证明近似解具有较高的精确度。从而将求解金属包覆聚合物波导本征值方程的复杂复数运算简化成实数运算。     

聚合物波导制备研究

研制出可行的聚合物光波导制备工艺，采用极化电光聚合物NAPA3做芯层和CL－1做包层制作出脊型结构聚合物光波导，波导通光情况良好。     

快速可调谐电光聚合物波导光栅

提出并设计了快速可调谐电光聚合物波导光栅.该波导光栅通过极化聚合物的线性电光效应 可实现谐振波长的纳秒级快速调谐，调谐灵敏度为61pm/V.研究了该波导光栅的反射谱和透 射谱特性与光栅周期,周期数,折射率调制函数及其调制大小的关系.讨论了波导光栅的材料 选择,制备工艺,快速可调谐性和偏振相关性.该波导光栅不仅克服了光纤光栅调谐速度慢和不利于大规模集成的不足，而且具有调谐灵敏度高,制备工艺与半导体工艺兼容和偏振无关 等优点. 关键词： 光通信器件 光波导 电光效应 聚合物 波导光栅 光纤光栅     

M-Z型极化DANS聚合物电光波导强度调制器研究

研究了Mach-Zehnder型极化聚合物电光波导强度调制器的制备工艺.器件采用DANS (4-dimethylamino-4′nitro-stlibene)聚合物为电光波导材料,由电光波导层、上下介质缓冲层、上下金属电极层构成五层波导结构.对五层光波导各层之间的光学、化学以及微加工工艺的相互兼容性进行了深入研究.采用紫外光漂白方法制备出侧壁光滑的条波导,采用钨丝电晕极化方法对DANS聚合物波导进行有效极化,使其具有电光特性.通过优化器件制备工艺,研制出工作波长为1300 nm的M-Z型电光波导强度调制器原型器件.实验测得器件半波电压约为10 V,调制带宽约为1 GHz.     

电光聚合物波导中的锥形结构

提出并设计了一种基于电光聚合物的锥形波导,可用于单模光纤与电光聚合物波导器件之间的连接.锥形波导中采用了宽度锥形和折射率锥形结构.宽度锥形采用劈形形状,通过宽度和折射率的缓慢变化实现模场转换.劈形形状的宽度锥形具有较小的损耗且易于制作,折射率锥形可采用灰度掩膜光刻技术制作.研究了锥形波导的传输损耗与锥形波导的长度、波导宽度和厚度、材料吸收损耗等参数的关系及其优化,分析了锥形波导中的功率传输、模场分布与模式转换效率.结果显示锥形波导的传输损耗小于0.37 dB,光纤-波导-光纤的连接损耗优于1.62 dB,对插入损耗的改善达到8.78 dB,模场转换效率达到了83.7%.     

聚合物阵列波导光栅复用器关键技术的研究

介绍了阵列波导光栅(AWG)复用器的工作原理;运用光栅衍射理论和马卡提里近似法,对中心波长为1.55 μm,波长间隔为1.6 nm的聚合物AWG进行参量设计,通过数值模拟验证了设计的正确性.用甲基丙烯酸甲酯类聚合物对AWG的制备工艺进行了研究,用铝作掩模制作了聚合物光波导,测试结果表明在1.55 μm处波导实现单模传输.     

二阶非线性光学聚合物光波导与器件的现状与问题

介绍了二阶非线性光学聚合物材料及波导在电光调制方面的基本要求、优点和主要进展以及我们实验室的一些结果,文中还简单讨化了目前尚存在的问题和可能的解决途径。     

应用HFSS和Designer对电光调制器的协同仿真

应用ANSYS公司的HFSS和Designer对一种内嵌共面波导电极结构的聚合物电光调制器进行了协同仿真,设计出了带宽为56 GHz的聚合物电光调制器.通过对光波有效折射率和微波有效折射率的优化,实现了速度匹配.同时利用协同仿真方法对电极进行了优化设计,实现了阻抗匹配并降低了微波损耗.结果表明应用协同仿真方法可以提高计...     

低阈值极化电压玻璃光波导电光效应的研究(英文)

采用热极化技术对掺锗玻璃条形光波导进行极化,通过光纤连接(单模)的Mach ZehnderInterferometer系统测量条形波导内诱导出的电光效应,系统地研究了大气环境下极化条件(极化温度、极化时间、极化电压)对电光效应的影响.结果表明:在最佳极化条件下(406℃、-2.4kV、20min),波导内的电光系数为rTM=0.059±0.001pm/V,rTE=0.053±0.001pm/V,且波导结构中存在一个较低的阈值极化电压(100V)和阈值极化温度(80℃),此时在波导样品内仍能被激发出可观察的电光效应;实验还发现采用负极化诱导方式产生的电光系数较正极化提高15%左右.     

光纤通信光开关的物理基础(续)

3.2　定向耦合器电光开关定向耦合器电光开关是在电光材料 (如L i Nb O3、化合物半导体、有机聚合物 )的衬底上制作 1对条形波导和 1对电极构成 ,如图 5所示 .当不加电压时 ,它是 1个具有 2条波导和 4个端口的定向耦合器 .一般称 1 -3和 2 -4为直通臂 ,1 -4和 2 -3为交叉臂 .图 5　定向耦合器型光开关假设两波导的耦合较弱 ,各自保持独立存在时的场分布和传输系数 ,耦合的影响只表现在场的振幅随耦合长度的变化 .设两波导中的复数振幅分别为 E1(z)和 E2 (z) ,相位常量是β1和 β2 ,其变化规律可用一阶微分方程组表示 [3]d E1(z)dz =-ik12…     

新型光波导阵列电光快速扫描器的光波导效应

对新型光波导阵列电光快速扫描器中的光波导效应进行了研究,分析了考虑光波导模式效应的光波导阵列电光快速扫描器的扫描特性,指出光波导模式特性主要影响新型光波导电光快速扫描器的扫描范围和效率,并研究了在应用该器件进行光束扫描时的技术要求.     

辛体系下利用棱单元的电磁波导的计算

为了解决复杂形状横截面的电磁波导问题,根据电磁波导的Hamilton体系,在辛几何形式下采用有限元半解析横向离散的方法对电磁波导进行求解.该方法可应用于任意各向异性材料,且便于处理不同介质的界面条件,求解用解析方法难以求解的复杂问题.利用棱单元进行有限元离散,给出矩形波导、T隔膜矩形波导、分层波导等多种波导的具体算例,其数值结果逼近于真实解,且伪解消除,表明该方法有效.     

Plasma circular cylindrical waveguide in lossy material

The surface modes in the plasma circular cylindrical waveguide in a lossy material are analyzed, particularly for the variations of their propagation properties with plasma parameters and surrounding material. The characteristic equations of surface modes are derived, and their relevant approximate solutions are given. The limit results of this paper are consistent with that given in literature’s. The analysis show that it can be used to improve the properties of mode suppressors and fabricat cut-off attenuators.     

聚合物Y分支脊形波导的单模条件

有机聚合物光波导近年来成为研究的热点,它为实现下一代的光电集成回路提供了另外一种选择。它所具有的一系列优点如下:(1)与传统的材料相比,有机聚合物光波导容易在各种衬底上制作,其制作成本也得以降低,并且使得与有源器件如激光器、调制器、探测器的单片集成成为可能;(2)有机聚合物波导材料的折射率可以进行调整以满足耦合损耗和弯曲损耗的折中选择;(3)此外,有机聚合物的热光系数比SiO₂大一个数量级,而其导热系数却比SiO₂和Si小得多。有机聚合物Y分支是强度调制器和光开关等器件的重要组成。光波导器件在和单模光纤一起使用时要求其实现单模传输,这样可以减少耦合损耗。利用变分有效折射率法计算了聚合物Y分支脊形波导的光场分布。变分有效折射率法是变分法(VM)和有效折射率法(EIM)的结合,它结合了两种方法各自的优点,能够很精确地模拟光场分布情况。利用变分有效折射率法验证了满足单模传输的脊形波导结构参数:芯层厚度为1.5μm,脊高为0.2μm,脊宽为5μm。     

A uniform approximation for the eigenmodes of a planar dielectric waveguide

This paper derives a new approximation for the eigenmodes of a planar waveguide. The approximation is uniformly valid at both the high and low frequency regions of the dispersion relation. It is shown that a Pade approximation of the frequency equation leads to very accurate solutions. The new approximate solution is used to compute the frequency spectrum and the results compared with the exact analytical solution. The solutions presented here are ideal for analytically studying transient wave fields by means of modal summation.     

Landau damping in a bounded magnetized plasma column

The damping decrement of Landau damping and the effect of thermal velocity on the frequency spectrum of a propagating wave in a bounded plasma column are investigated.The magnetized plasma column partially filling a cylindrical metallic tube is considered to be collisionless and non-degenerate.The Landau damping is due to the thermal motion of charge carriers and appears whenever the phase velocity of the plasma waves exceeds the thermal velocity of carriers.The analysis is based on a self-consistent kinetic theory and the solutions of the wave equation in a cylindrical plasma waveguide are presented using Vlasov and Maxwell equations.The hybrid mode dispersion equation for the cylindrical plasma waveguide is obtained through the application of appropriate boundary conditions to the plasma-vacuum interface.The dependence of Landau damping on plasma parameters and the effects of the metallic tube boundary on the dispersion characteristics of plasma and waveguide modes are investigated in detail through numerical calculations.     

电光腔倒空与调Q射频波导CO2激光器

报道电光腔倒空与调Q射频波导CO2激光器,获得了电光腔倒空与调Q脉肿激光输出,并用调节电光晶体电压的方法控制腔倒空与调Q脉冲激光峰值功率;调节晶体电压脉冲宽度,可控制腔倒空与调Q激光的脉冲间隔,达到编程输出的目的。理论上分析了电光腔倒空过程。     

扩展多模波导全内反射型Y分叉开关的分析

利用全内反射和波导理论，分析了多模波导反射区全内反射(Total Internal Reflection，TIR)型光开关的物理模型和降低串音和损耗的原因，给出改进Y分叉全内反射型光开关特征的近似计算方法。数值模拟表明，扩展多模波导的Y分叉全内反射开关的串音和损耗可分别下降15．5dB和0．65dB以上。     

Y分岔波导热光控制工作机构

对Y分岔K~+离子交换沟道波导热光控制作用的工作机构进行了理论分析。计算结果表明,只有在Ti薄膜热子下面的区域形成了独立的热光波导,才可能解释实验测得的高消光比值。在器件的制作过程中采用了特殊的SiO_2抬离工艺,     

Analysis and Calculations of Forbidden Regions for Transverse-Electric-Guided Waves in the Three-Layer Planar Waveguide with Photonic Metamaterial

Abstract

In this article, the modal theory was used to analyze transverse electric waves in the three-layer planar waveguide with photonic metamaterial. The formulas for the electric fields of transverse electric modes in this structure have been proposed. There always exist two forbidden regions for transverse electric waves in the three-layer planar waveguide with photonic metamaterial. The complete set of modes of all possible solutions for the transverse electric waves in the three-layer planar waveguide with photonic metamaterial had been analyzed and discussed. Similar processes can be extensively used to predict the propagation characteristics of TM waves in the three-layer planar waveguide with photonic metamaterial. The analytical and numerical results show excellent agreement.