基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析 被引量：3

1

作者 潘卫清 何对燕 +1 位作者 李志宏 董勤 《光通信研究》 北大核心 2003年第6期62-65,共4页

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数,用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件关系,并给出了条件表达式和详细说明.

关键词 有限差分光束传播法 过渡波导 集成光学 曲折角 坡度

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用有限差分光束传输法分析过渡波导损耗 被引量：4

2

作者 李志宏 何对燕 贺磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期93-96,共4页

为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状... 为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状过渡波导损耗的过程中,凸现出了有限差分光束传播法在光波导器件及其单元器件模拟分析中的直观性与方便性。 展开更多

关键词 有限差分光束传输法 光波导器件 集成光波导 过渡波导 损耗 光纤通信

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三维有限差分光束传输法在AWG中的应用

3

作者 吴薇 刘辛 陈婷 《光通信研究》 北大核心 2008年第1期57-58,64,共3页

文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感... 文章以亥姆赫兹方程为基础,推导了三维有限差分光束传输法(FD-BPM),并在阵列波导光栅模拟计算中采用该方法对光场在阵列波导中的传输过程进行了计算和模拟。结果表明,采用三维FD-BPM可提高计算精度。另外由于三维FD-BPM对纵向步长不敏感,可通过加大步长来减少计算时间,在提高精度的同时,不影响计算时间。 展开更多

关键词 三维有限差分光束传输法 亥姆赫兹方程 阵列波导光栅

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基于双向有限差分抛物方程法的海洋环境电波传播研究 被引量：4

4

作者 唐琳婧 王昆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期404-413,共10页

采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电... 采用双向抛物方程(two-way parabolic equation,2WPE)法来预测复杂海洋环境中的电波传播特性,用双向有限差分(two-way finite-difference,2WFD)法求解2WPE,考虑了海岛等不规则地形引起的电波后向传播和大气波导的影响,并在前向和后向电波传播预测中引入一种改进的分形海面模型来模拟起伏波动的实际海面边界,且能模拟海面的大尺度浪涌特性和毛细波细微结构特性.在典型的数值算例中,我们将采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子和采用Miller-Brown模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子进行对比和分析,数值分析结果表明,在相同风速条件下,采用改进分形模型处理海面边界时计算得到的双向电波传播因子波动更剧烈,能更准确地反映出实际起伏波动海面对电磁波传播的影响. 展开更多

关键词 电磁波传播 双向抛物方程(2WPE)法 双向有限差分(2WFD)法 改进分形模型

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有限元光束传输法分析锥形线性波导

5

作者 李志宏 何对燕 +1 位作者 周辉 贺磊 《光通信研究》 北大核心 2004年第5期68-70,共3页

文章介绍了有限元光束传输法(FE BPM)和完美匹配层法的结合,并用该法分析了不同折射率比和仰角的锥形线性波导,说明了这种方法的有效性和实用性.

关键词 光束传输法 有限元法 完美匹配层 广角光束传播 光波导分析 锥形线性波导

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以改进的混合方法预测室外到室内的电波传播 被引量：7

6

作者 黄永明 吕英华 +2 位作者 徐立 张洪欣 冯晓俊 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期428-432,共5页

采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研... 采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研究了由室外到室内的电波传播预测,给出了计算结果和传播规律性。 展开更多

关键词 电波传播 理想匹配吸收层 衍射几何射线法 时域有限差分法 移动通信

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多模光纤光栅中新型的光波传输分析法 被引量：1

7

作者 王云明 戴劲草 +1 位作者 张明德 孙小菡 《应用科学学报》 CAS CSCD 2004年第1期25-29,共5页

提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代... 提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代法(ADIM),获得比中心差分算子高两个数量级的空间离散精度.然后根据场强加权转换方案,加权综合各子方程解,从而得到多模光纤中三维场解.基于这种方法,模拟多模光纤光栅中场分布,得到与实验结果多模式特性基本一致的光栅传输光谱图. 展开更多

关键词 多模光纤光栅 光波传输 时域有限差分束传播法 综合道格拉斯法 交替隐向迭代法

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标准Ge-on-SOI工艺全差分光电探测器(本期优秀论文)

8

作者 康玉琢 毛陆虹 +1 位作者 张世林 谢生 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第8期1-4,共4页

基于IME标准Ge-on-SOI工艺提出了一种全差分光电探测器结构,由定向耦合偏振分束器与锗垂直PIN光电探测器组成,可将一路由单模光纤输入的高速1550nm光信号转换为一对高速差分电信号。分析并设计了具体结构,进行了器件模拟,模拟得到定向... 基于IME标准Ge-on-SOI工艺提出了一种全差分光电探测器结构,由定向耦合偏振分束器与锗垂直PIN光电探测器组成,可将一路由单模光纤输入的高速1550nm光信号转换为一对高速差分电信号。分析并设计了具体结构,进行了器件模拟,模拟得到定向耦合偏振分束器TE波与TM波的消光比分别为-16.7dB与-15.7dB,锗垂直PIN光电的响应度与带宽分别为0.42A/W与6.51GHz。 展开更多

关键词 定向耦合器 偏振分束器 锗光电探测器 全差分 光束传播法 Ge-on-SOI

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一种掺铒光波导放大器的频谱数值分析方法

9

作者 禹忠 韦玮 +1 位作者 陈烽 侯洵 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1068-1071,共4页

提出了一种基于Douglas离散格式的有限差光束传播法的数值计算方法.采用该方法对实验中所获得的吸收光谱和激发光谱进行Lorentzian叠加拟合,并结合多能级速率方程计算出掺铒光波导放大器(EDWA)中光的场传输强度分布,从而得到掺铒光波导... 提出了一种基于Douglas离散格式的有限差光束传播法的数值计算方法.采用该方法对实验中所获得的吸收光谱和激发光谱进行Lorentzian叠加拟合,并结合多能级速率方程计算出掺铒光波导放大器(EDWA)中光的场传输强度分布,从而得到掺铒光波导放大器的增益和吸收频谱特性.数值分析结果表明,选用泵浦光波长为980nm的泵浦光源比1480nm的可以获得更大的泵浦效率,同时合理增加EDWA的泵浦长度和掺杂离子数密度可以获得更大的信号增益.由于考虑了协同上转换和交叉弛豫效应,该算法能够对高掺杂的EDWA进行较宽频谱的分析. 展开更多

关键词 掺铒光波导放大器 有限差光束传播法 频谱分析

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1550nm单模锥形光纤模场的演化特性 被引量：4

10

作者 王海林 黄蔚村 洪新华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1052-1056,共5页

根据光纤模式传输理论,结合单模锥形光纤的结构,使用有限差分光束传播法(FD-BPM)仿真了1 550nm波长下光纤模式的传输,分析包层内模场和纤芯内模场之间的相互影响。仿真结果表明:因为包层模的存在,随着包层内模式数的减少和纤芯对模场约... 根据光纤模式传输理论,结合单模锥形光纤的结构,使用有限差分光束传播法(FD-BPM)仿真了1 550nm波长下光纤模式的传输,分析包层内模场和纤芯内模场之间的相互影响。仿真结果表明:因为包层模的存在,随着包层内模式数的减少和纤芯对模场约束状态的变化,锥形光纤纤芯内不同区域模场分布变化明显,模场的均方根宽度在不同区域有不同程度的起伏。通过数值计算得到了光纤内模场能量的分布,发现因为包层模的存在,纤芯内模场能量减小速度比没有包层模时的速度要慢。 展开更多

关键词 光纤光学 锥形光纤 模场演化 有限差分光束传播法 均方根宽度

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新型S形光波导低弯曲损耗路径设计 被引量：4

11

作者 孙光春 周自刚 +1 位作者 杨永佳 王强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期690-693,共4页

为了降低光波导中的弯曲损耗,从理论上分析了光波导的弯曲损耗、过渡损耗产生的根源,并以此为依据推导出符合弯曲、过渡低损耗的5次,6次,7次,8次和9次幂函数表达式。由MATLAB和MAPLE工具软件计算可知,9次幂函数的图形曲线最圆滑,当取h=... 为了降低光波导中的弯曲损耗,从理论上分析了光波导的弯曲损耗、过渡损耗产生的根源,并以此为依据推导出符合弯曲、过渡低损耗的5次,6次,7次,8次和9次幂函数表达式。由MATLAB和MAPLE工具软件计算可知,9次幂函数的图形曲线最圆滑,当取h=125μm,L=800μm(高分支比)时其弯曲损耗可以减小到4.57dB,与传统常用的余弦函数和反正弦函数进行比较,在相同条件下弯曲损耗有了明显的降低。结果表明,所设计的1×4光功分器优化路线,传输性能优良,分配均匀。这为以后Y分支光波导的制作有很好的指导意义。 展开更多

关键词 集成光学 低弯曲损耗 9次幂函数 MATLAB 有限差分光束传输法

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一种带有锥形多模过渡区的Y分支光波导 被引量：4

12

作者 武继江 高金霞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期173-176,共4页

为减小Y分支波导的分支损耗,提出在输入波导和两输出波导间引入锥形多模过渡波导。与已被用于减小Y分支波导分支损耗的矩形多模过渡波导相比,所引入的锥形多模过渡波导,不仅可以减小过渡波导的长度,还可进一步减小分支损耗。利用三维有... 为减小Y分支波导的分支损耗,提出在输入波导和两输出波导间引入锥形多模过渡波导。与已被用于减小Y分支波导分支损耗的矩形多模过渡波导相比,所引入的锥形多模过渡波导,不仅可以减小过渡波导的长度,还可进一步减小分支损耗。利用三维有限差分光束传播法,对具有锥形过渡波导的退火质子交换铌酸锂Y分支光波导进行了数值模拟。数值结果为该类Y分支光波导的设计和制备提供参考。 展开更多

关键词 集成光学 Y分支波导 锥形过渡波导 有限差分光束传播法

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聚合物Mach-Zehnder脊形波导的优化设计 被引量：2

13

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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聚合物Y分支波导的TM模分析 被引量：2

14

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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余弦型Y分支结构参数的性能分析 被引量：1

15

作者 王伟 潘炜 +1 位作者 罗斌 王勇 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期69-71,75,共4页

针对低损耗余弦型Y分支光波导的分析与设计,首先对其弯曲损耗进行理论推导,其次对光传播损耗特性起主要影响作用的三个结构参数(波导宽度、过渡区长度、分支高度),利用有限差分光束传播法(FD-BPM)进行了逐个性能优化分析。结果表明:传... 针对低损耗余弦型Y分支光波导的分析与设计,首先对其弯曲损耗进行理论推导,其次对光传播损耗特性起主要影响作用的三个结构参数(波导宽度、过渡区长度、分支高度),利用有限差分光束传播法(FD-BPM)进行了逐个性能优化分析。结果表明:传输损耗随波导宽度的增加而减小,随过渡区长度的增长而减小,随分支高度的增加而增大,此结果可为各种Y分支的选取提供参考。 展开更多

关键词 弯曲损耗 Y分支 有限差分光束传播法 损耗特性

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多功能2×2 GaAs/GaAlAs多模干涉型光开关分析 被引量：1

16

作者 肖金标 孙小菡 +3 位作者 蔡纯 张夕飞 朱建彬 张明德 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期1201-1204,共4页

提出了一种基于深刻蚀脊形光波导带模斑转换器的多功能 2× 2GaAs/GaAlAs多模干涉型光开关 ,并用变量变换级数展开法及三维有限差分束传播法对其进行了模拟分析与优化设计 .结果表明 ,通过控制多模波导中央的两段Schottky电极 ,器... 提出了一种基于深刻蚀脊形光波导带模斑转换器的多功能 2× 2GaAs/GaAlAs多模干涉型光开关 ,并用变量变换级数展开法及三维有限差分束传播法对其进行了模拟分析与优化设计 .结果表明 ,通过控制多模波导中央的两段Schottky电极 ,器件可实现交叉态、直通态及 3dB耦合器功能 ,并有较大的制作容差、较宽的工作带宽 ,只须一个多模波导 ,器件结构紧凑 .采用深刻蚀脊形光波导能够满足多模干涉型器件的精确自镜像要求 ,并使输入 /输出光波导在单模工作下有较大的横截面 ,较低的弯曲损耗及较小的耦合串扰 .通道末端引入的模斑转换器可方便地与单模光纤连接耦合 . 展开更多

关键词 光开关 多模干涉 GAAS/GAALAS 变量变换级数展开法 三维有限差分束传播法

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基于液体选择填充光子晶体光纤的波分解复用器研究 被引量：1

17

作者 李建华 王荣 +2 位作者 汪井源 徐智勇 赵继勇 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期507-512,共6页

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55μm波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充... 设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55μm波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性,讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88mm的光纤能实现1.31/1.55μm波长光的解复用。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 波分解复用器 有限元法 液体填充光子晶体光纤 光束传播法

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基于最小传输损耗的余弦型Y分支结构参数分析

18

作者 王伟 潘炜 +2 位作者 罗斌 王勇 邹喜华 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期69-70,共2页

针对余弦型Y分支光波导结构,借助有限差分光束传播方法(FD-BPM)来模拟光波的传输过程,以获得最小传输损耗对应的重要结构参数值(波导宽度、过渡区长度、分支高度)。首先根据损耗的变化趋势,确定每个参数对应最小损耗的取值区间.并确定... 针对余弦型Y分支光波导结构,借助有限差分光束传播方法(FD-BPM)来模拟光波的传输过程,以获得最小传输损耗对应的重要结构参数值(波导宽度、过渡区长度、分支高度)。首先根据损耗的变化趋势,确定每个参数对应最小损耗的取值区间.并确定一个联合最优区域。进而在此区域内针对实际器件提取折射率来对各参数进行详细的定量分析,逐一锁定最优参数值,波导宽度10μm、过渡区长度6mm和分支高度80μm,这组参数对应分支的损耗远低于直接转向分支。此分析方法对于Y分支的结构设计和性能有所裨益。 展开更多

关键词 Y分支光波导 有限差分光束传播法 传输损耗

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用FD-BPM模拟不同折射率下光纤的光场分布

19

作者 李艳 孙梅 +1 位作者 陈通 赵红东 《河北工业大学学报》 CAS 2007年第4期61-64,共4页

利用有限差分光束传播法(FD-BPM)模拟出在不同折射率下的均匀光纤、锥形光纤及光纤对接中的光场分布,着重分析光纤的不同折射率分布对光纤传输能量以及光纤传输中造成能量损耗的影响,为研究不同折射率下光纤的能量传输特性奠定了理论基础.

关键词 有限差分光束传播法(FD—BPM) 折射率 光纤 锥形光纤 光纤对接 光场分布

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光纤与有机聚合物脊形波导的耦合损耗分析

20

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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