基于有效折射率法的多层光波导模式数值分析 被引量：2

1

作者 何伟 蒋忠君 +1 位作者 陈经纬 王亮 《光通信研究》 2023年第3期60-65,共6页

文章针对具有实际使用价值的多层光波导计算了有损耗波导准横电(Quasi-TE)模、准横磁(Quasi-TM)模有效折射率与横电/横磁(TE/TM)模电磁场曲线分布。计算了6层损耗波导TE/TM模式,分析了多层波导模式的有效射折率和电磁场曲线分布与波导... 文章针对具有实际使用价值的多层光波导计算了有损耗波导准横电(Quasi-TE)模、准横磁(Quasi-TM)模有效折射率与横电/横磁(TE/TM)模电磁场曲线分布。计算了6层损耗波导TE/TM模式,分析了多层波导模式的有效射折率和电磁场曲线分布与波导结构的内在关系,并且利用有效折射率法完成Quasi-TE/TM模式的有效折射率计算,得到了TM模式有效折射率与模式阶数非单调递减、损耗波导模式更为丰富等结论。文章的研究工作可以为实际光波导器件设计、制作及应用提供理论基础。 展开更多

关键词 有效折射率法 色散方程 多层光波导 准横电/横磁模

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介质光波导模式传播特性的有有效折射率／有限元分析法 被引量：3

2

作者 刘立杰 于荣金 《光子学报》 EI CAS CSCD 1994年第1期25-32,共8页

本文扩展了有效折射率／有限元法（ＥＩ－ＦＥＭ）的应用，对几种不同结构和折射率分布的介质光波导的模式传播特性进行了计算和分析，并讨论了该方法的精度。结果表明，ＥＩ－ＦＥＭ为各种集成光学器件设计提供了一种简单快速、适应性... 本文扩展了有效折射率／有限元法（ＥＩ－ＦＥＭ）的应用，对几种不同结构和折射率分布的介质光波导的模式传播特性进行了计算和分析，并讨论了该方法的精度。结果表明，ＥＩ－ＦＥＭ为各种集成光学器件设计提供了一种简单快速、适应性强、系统化而又比较精确的近似计算方法． 展开更多

关键词 光波导 有效折射率法 有限元法

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用有效折射率／有限元法设计1．55μmTi：LiNbO_3单模条波导及其方向耦合器 被引量：1

3

作者 刘立杰 于荣金 马少杰 《发光学报》 CSCD 北大核心 1995年第3期265-272,共8页

应用有效折射率／有限元法（ＥＩ－ＦＥＭ），考虑到ＬｉＮｂＯ３晶体和Ｔｉ扩散的各向异性，折射率增量与寻常光、非寻常光及波长色散的关系，设计了１．５５μｍ光波长下工作的ｚ切ｙ传播Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３单模条波导的制备参数，计... 应用有效折射率／有限元法（ＥＩ－ＦＥＭ），考虑到ＬｉＮｂＯ３晶体和Ｔｉ扩散的各向异性，折射率增量与寻常光、非寻常光及波长色散的关系，设计了１．５５μｍ光波长下工作的ｚ切ｙ传播Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３单模条波导的制备参数，计算和分析了其单模特性、模式场分布及其变化规律．扩展了ＥＩ－ＦＥＭ，将其用于求解耦合波导系统，确定了方向耦合器的耦合长度及其波长色散特性． 展开更多

关键词 有效折射率法 有限元法 光波导 铌酸锂

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相移光纤光栅的有效反射率法研究 被引量：2

4

作者 余华清 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1424-1427,共4页

采用有效反射率法分析了相移光纤光栅的传输特性.将相移光纤光栅等效成含缺陷的布拉格反射镜,然后用利用效反射率法分析其反射特性.数值计算结果表明:该方法简单且与耦合模理论吻合较好,相移光纤光栅中的相移相当于布拉格反射镜中的缺陷... 采用有效反射率法分析了相移光纤光栅的传输特性.将相移光纤光栅等效成含缺陷的布拉格反射镜,然后用利用效反射率法分析其反射特性.数值计算结果表明:该方法简单且与耦合模理论吻合较好,相移光纤光栅中的相移相当于布拉格反射镜中的缺陷,通过改变缺陷在布拉格反射镜中的光学厚度、位置及引入缺陷的数量可实现相移光纤光栅中的相移的大小、位置及数量的变化. 展开更多

关键词 光纤通信技术 相移光纤光栅 有效折射率法 反射谱

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光子晶体光纤色散调控方法的研究 被引量：2

5

作者 关寿华 于清旭 刘佳宏 《光通信研究》 北大核心 2011年第6期44-47,共4页

文章采用全矢量有效折射法深入分析了光子晶体光纤结构参数及比例系数对波导色散、总色散的作用,总结了光子晶体光纤色散特性的调整方法,探索出特定色散特性光子晶体光纤的设计方法,并且设计了在800nm处具有近零平坦色散的光子晶体光纤... 文章采用全矢量有效折射法深入分析了光子晶体光纤结构参数及比例系数对波导色散、总色散的作用,总结了光子晶体光纤色散特性的调整方法,探索出特定色散特性光子晶体光纤的设计方法,并且设计了在800nm处具有近零平坦色散的光子晶体光纤,该光纤对于研究飞秒激光的传输特性和应用具有一定的价值。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 色散控制 全矢量有效折射率法 飞秒激光

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聚合物波导M-Z调制器TM模的泰勒级数展开法研究

6

作者 李晨 廖进昆 +4 位作者 蒋亚东 李伟 陆荣国 韩莉坤 高宇 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第2期313-316,共4页

根据聚合物脊型波导的结构特点,利用有效折射率法求出其横向折射率分布,将三维传播转化为二维传播,并从标量波动方程出发,在傍轴近似的情况下,采用Crank-Nicholson差分格式,得到了泰勒级数展开法基本计算格式,并对算法进行了适当优化;... 根据聚合物脊型波导的结构特点,利用有效折射率法求出其横向折射率分布,将三维传播转化为二维传播,并从标量波动方程出发,在傍轴近似的情况下,采用Crank-Nicholson差分格式,得到了泰勒级数展开法基本计算格式,并对算法进行了适当优化;通过对Mach-Zehnder光波导TM模的模拟,分析了各种参数对损耗的影响。结果表明:泰勒级数展开法具有精度高、稳定性好、算法简单、易于编程等优点,是一种比较理想的光波导数值分析方法,可为聚合物电光调制器的设计制作提供理论参考。 展开更多

关键词 电光聚合物 Mach-Zehnder波导 TM模 有效折射率法 泰勒级数展开法

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窄脊型波导半导体激光器偏振与横模关系研究

7

作者 宋梁 贺钰雯 +10 位作者 王浩淼 周坤 杜维川 李弋 何林安 胡耀 张亮 高平宽 王欣阳 高松信 唐淳 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期158-165,共8页

基于有效折射率法建立了窄脊型波导数值计算模型,通过实验研究了InGaAs量子阱窄脊型波导半导体激光器偏振特性与横模之间的关系。根据理论计算,脊型波导中类TM模式在慢轴方向的有效折射率差更大,类TM模式的限制因子比类TE模式的限制因... 基于有效折射率法建立了窄脊型波导数值计算模型,通过实验研究了InGaAs量子阱窄脊型波导半导体激光器偏振特性与横模之间的关系。根据理论计算,脊型波导中类TM模式在慢轴方向的有效折射率差更大,类TM模式的限制因子比类TE模式的限制因子更大、更容易出现慢轴高阶模式;而随着脊型波导的高度增加,快轴高阶模式被截断,类TE00模式的限制因子逐渐增加至与类TM00模式相近,慢轴高阶模式因其大的散射损耗被抑制,理论上可实现高偏振度、高光束质量激光输出。在实验方面,利用量子阱材料的增益偏振特性,通过脊型高度与宽度的设计,制备了高偏振度、基横模的窄脊型波导半导体激光器。 展开更多

关键词 半导体激光器 光束质量 偏振度 有效折射率法 波导模式分析

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光子晶体光纤布拉格光栅慢光的研究 被引量：6

8

作者 宋民青 侯尚林 +2 位作者 张保侠 黎锁平 刘延君 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1547-1552,共6页

采用改进的全矢量有效折射率法和耦合模理论,研究了光子晶体光纤布拉格光栅长度、占空比、光栅周期与慢光的变化规律。结果表明当光栅长度和光栅周期不变时,随着包层空气孔占空比的增大,光栅的慢光峰值波长出现蓝移,且时延量逐渐减小;1.... 采用改进的全矢量有效折射率法和耦合模理论,研究了光子晶体光纤布拉格光栅长度、占空比、光栅周期与慢光的变化规律。结果表明当光栅长度和光栅周期不变时,随着包层空气孔占空比的增大,光栅的慢光峰值波长出现蓝移,且时延量逐渐减小;1.06 cm长的光子晶体光纤布拉格光栅可以产生约52 ps的线性时延;光栅长度越大,慢光时延量越大;优化结构参数,在光子晶体光纤布拉格光栅的时延谱的侧瓣附近会产生最大群速度为c/371的慢光峰。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 布拉格光栅 有效折射率法 耦合模理论 慢光

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聚合物电光调制器中M-Z波导TM模分析 被引量：4

9

作者 廖进昆 刘永智 +2 位作者 廖翊韬 甘小勇 陆荣国 《应用光学》 CAS CSCD 2006年第2期129-132,共4页

M-Z光波导是聚合物电光调制器的重要结构单元。利用有效折射率法计算聚合物脊形波导的横向折射率分布,将三维光波场传播简化为二维传播。从导模满足的标量波动方程出发,结合透明边界条件,采用C rank-N icho lson差分格式,得出有限差分... M-Z光波导是聚合物电光调制器的重要结构单元。利用有效折射率法计算聚合物脊形波导的横向折射率分布,将三维光波场传播简化为二维传播。从导模满足的标量波动方程出发,结合透明边界条件,采用C rank-N icho lson差分格式,得出有限差分束传播法的基本计算格式。通过对M-Z型波导结构中TM模的传播及损耗特性进行理论分析,系统地研究了脊宽、分支角等结构参数对损耗的影响。研究表明,有效折射率法与二维有限差分束传播法的结合可以较好地解决脊形M-Z波导的设计问题。该方法具有精度高、计算量小及效率高等优点,为聚合物电光调制器的制备提供了理论依据。 展开更多

关键词 电光聚合物 Mach—Zenhder波导 TM模 有限差分束传播法 有效折射率法

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聚合物Y分支脊形波导的单模条件 被引量：3

10

作者 陆荣国 刘永智 +2 位作者 廖进昆 张长命 廖翊韬 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期617-621,共5页

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、... 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S iO2大一个数量级,而其导热系数却比S iO2和S i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。 展开更多

关键词 聚合物 Y分支脊形波导 变分法 有效折射率法

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聚合物Mach-Zehnder脊形波导的优化设计 被引量：2

11

作者 陆荣国 廖进昆 +2 位作者 唐雄贵 李和平 刘永智 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期161-164,共4页

利用变分有效折射率法计算了TE基模和高阶模的光场分布,计算结果表明,该方法计算量小,精度高,为聚合物集成光电子器件中脊形光波导的理论分析与优化设计提供了简单高效的途径。利用有限差分束传播法对Mach-Zehnder波导的传播及损耗特性... 利用变分有效折射率法计算了TE基模和高阶模的光场分布,计算结果表明,该方法计算量小,精度高,为聚合物集成光电子器件中脊形光波导的理论分析与优化设计提供了简单高效的途径。利用有限差分束传播法对Mach-Zehnder波导的传播及损耗特性进行了理论分析,得到了不同Y分支角、波导宽度、波导间距时波导传输功率与距离的关系,优化得到的结构参数为:Y分支角1.1°,脊宽5μm,波导间距20μm。 展开更多

关键词 集成光学 电光聚合物 脊形波导 有效折射率法 变分法 有限差分束传播法

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平坦色散高非线性光子晶体光纤的研究与制备 被引量：2

12

作者 苑金辉 侯蓝田 +2 位作者 魏东宾 王海云 周桂耀 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期270-274,共5页

运用改进的全矢量有效折射率法（IFVEIM）,研究了光子晶体光纤结构（PCF）参数改变时,光纤的色散系数、有效模场面积和非线性系数随波长的变化规律,深入地分析了光纤可调节的色散平坦特性和高非线性特性。课题组自行设计了一种在900nm... 运用改进的全矢量有效折射率法（IFVEIM）,研究了光子晶体光纤结构（PCF）参数改变时,光纤的色散系数、有效模场面积和非线性系数随波长的变化规律,深入地分析了光纤可调节的色散平坦特性和高非线性特性。课题组自行设计了一种在900nm附近具有低平坦色散高非线性特性的光子晶体光纤。并且在改进工艺的基础上,采用包层孔充气挤压法对其进行了制备,虽然制得的光纤各参数未达到设计值,但其在800~1000nm的波段内色散值仅为0.75ps/km/nm,非线性系数值则达到了30（W/km）-1,这在当前规则结构的纯硅光子晶体光纤中已经较高。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 改进的全矢量有效折射率法 平坦色散 高非线性 包层孔充气挤压法

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聚合物Y分支波导的TM模分析 被引量：2

13

作者 陆荣国 刘永智 +2 位作者 廖进昆 张长命 廖翊韬 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期14-15,共2页

本文利用有效折射率法计算聚合物脊形波导的横向折射率分布,将三维光波场传播问题简化为二维问题;从导模满足的标量波动方程出发,结合透明边界条件,采用Crank-Nicholson差分格式,得出有限差分束传播法的基本方程。对Y分支波导结构中TM... 本文利用有效折射率法计算聚合物脊形波导的横向折射率分布,将三维光波场传播问题简化为二维问题;从导模满足的标量波动方程出发,结合透明边界条件,采用Crank-Nicholson差分格式,得出有限差分束传播法的基本方程。对Y分支波导结构中TM模的传播及损耗特性进行理论分析,得出了优化的结构参数:Y分支角α=1.1°,脊宽W=5μm,波导间距G=20μm。 展开更多

关键词 电光聚合物 Y分支波导 TM模 有效折射率法 有限差分束传播法

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近零平坦色散三包层光子晶体光纤的设计 被引量：2

14

作者 宋昭远 黄金华 张磊磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期823-827,共5页

为了使光子晶体光纤(PCF)在钛宝石飞秒激光器的工作波长0.80μm和光通信窗口1.55μm处获得宽的近零超平坦色散,使用了三包层六角空气孔环结构设计来代替普通的单包层结构。应用了改进的有效折射率法对该三包层PCF进行了数值模拟。结果表... 为了使光子晶体光纤(PCF)在钛宝石飞秒激光器的工作波长0.80μm和光通信窗口1.55μm处获得宽的近零超平坦色散,使用了三包层六角空气孔环结构设计来代替普通的单包层结构。应用了改进的有效折射率法对该三包层PCF进行了数值模拟。结果表明:三包层PCF的色散随结构参数的微小变化而有较大的变化,因此通过对PCF结构参数的合理调节,分别实现了在0.80±0.02μm和1.55±0.15μm波长范围内近零、平坦色散(色散范围±0.5 ps/(km·nm),色散斜率范围±0.02 ps/(km·nm2)的结构设计。这对于光通信系统及研究飞秒激光在PCF中的传输特性,拓展飞秒激光的研究和应用都具有重要意义。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 多包层 有效折射率法 色散

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光纤与有机聚合物脊形波导的耦合损耗分析

15

作者 陆荣国 刘永智 +1 位作者 廖进昆 韩文杰 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期140-144,共5页

光纤与有机聚合物脊形波导的耦合是有机聚合物波导器件封装中关键的一步,它直接影响器件的插入损耗。本文利用广角有限差分束传播法和有效折射率法对光纤与有机聚合物脊形波导的耦合损耗进行分析,得出了如下结论:1)耦合损耗随着错位、... 光纤与有机聚合物脊形波导的耦合是有机聚合物波导器件封装中关键的一步,它直接影响器件的插入损耗。本文利用广角有限差分束传播法和有效折射率法对光纤与有机聚合物脊形波导的耦合损耗进行分析,得出了如下结论:1)耦合损耗随着错位、间隙、夹角的增大而增大;2)因错位而引起的耦合损耗在所有耦合损耗中占有主要位置。 展开更多

关键词 聚合物脊波导 广角有限差分束传播法 有效折射率法 耦合损耗

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矩形截面多量子阱脊形波导模式特性

16

作者 赵策洲 刘恩科 《光子学报》 EI CAS CSCD 1995年第5期437-441,共5页

本文根据多量子阱双折射率的性质，运用有效折射率法分析了矩形截面多量子阱脊形波导模和模的模式特性。

关键词 有效折射率法 多量子阱脊形 波导

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电光有机聚合物多模干涉分束器

17

作者 王春利 廖进昆 陈韬 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期124-127,共4页

分束器是光纤通信系统中光无源网络和光子集成回路的重要器件。1×2 MMI(multimode interferences)电光有机聚合物分束器是利用自成像效应设计的。分析了1×2 MMI的工作原理。利用有效折射率方法(effective index method,EIM)... 分束器是光纤通信系统中光无源网络和光子集成回路的重要器件。1×2 MMI(multimode interferences)电光有机聚合物分束器是利用自成像效应设计的。分析了1×2 MMI的工作原理。利用有效折射率方法(effective index method,EIM)计算出1×2 MMI三维多模脊形波导的有效折射率分布。利用自成像效应的成像规律计算出成像位置并用导模传输分析法(guided-mode propagation analysis,MPA)对输出波导的光强进行模拟。分析表明:在波长为1.55μm的情况下,1×2 MMI的输出波导的光强在未加电极时可以实现预定分束比输出;加上电极之后,由于电光效应可调控有机聚合物波导折射率的改变,利用有限差分光束传播法模拟输出波导的分束比可在7.6 dB范围内可调。 展开更多

关键词 电光有机聚合物 分束器 有效折射率法 导模传输分析法 分束比

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光波导参数测试

18

《中国光学》 EI CAS 2002年第4期49-49,共1页

TN252 2002042748有效折射率法的研究=Study of effective indexmethod[刊,中]/孙飞,刘润民,李国正(西安交通大学电子工程系.陕西,西安(710049))∥半导体光电.—2001,22(1).—34-37分析了有效折射率法及其计算偏差的产生原因,

关键词 有效折射率法 产生原因 电子工程 西安交通大学 计算偏差 光波导 半导体 参数测试 陕西 光电

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光波导理论

19

《中国光学》 EI CAS 1995年第1期59-60,共2页

TN252 95010411大截面单模半导体脊形交叉波导传输特性=Transmission characteristic of crossingwaveguide structure constructed by largesingle-mode rib semiconductor waveguide[刊,中]/刘育梁,刘恩科,刘志敏,罗晋生(西安交通大... TN252 95010411大截面单模半导体脊形交叉波导传输特性=Transmission characteristic of crossingwaveguide structure constructed by largesingle-mode rib semiconductor waveguide[刊,中]/刘育梁,刘恩科,刘志敏,罗晋生(西安交通大学电子工程系.陕西,西安(710049))//光学学报.—1994,14(3).—292—295运用光束传播法和有效折射率法分析了大截面单模半导体脊形交叉波导结构的传输特性。对丫形,X形和加宽X形结构进行了比较。结果表明。 展开更多

关键词 传输特性 大截面 有效折射率法 光束传播法 半导体 交叉波导 波导结构 电子工程 传播常数 光波导理论

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集成光学、波导理论

20

《中国光学》 EI CAS 2008年第2期59-60,共2页

关键词 重点实验室 光波导 槽波导 有效折射率法 传输特性 条波导 分支波导 电子科技大学 集成光学 脊形波导

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