收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

单模光波导端面衍射场特性分析

李连煌  
【摘要】: 伴随着波分复用技术的迅猛发展,从20世纪90年代以来,对光纤通信波分复用器的研究主要集中到集成光学技术上,而介质光波导本征模场分布、端面衍射场特性和端面间非接触耦合特性是许多集成光学器件设计的基础。因此,本文着重研究了光波导的端面衍射场特性以及衍射光束的特征参量,为集成光学器件的设计或优化提供理论支持。 以单模平面光波导为研究对象,直接从瑞利—索末菲标量衍射积分公式出发,采用最快速下降法,推导出在菲涅尔深区,衍射源场与衍射场的场分布是一样的,采用瑞利判据,简化标量衍射积分公式,同样得到了菲涅尔衍射公式和夫琅和费衍射公式,并结合计算机数值模拟加以验证;分析了菲涅尔深区场、菲涅尔衍射场和夫琅和费衍射场各自的特性以及比较了它们之间的差别。 根据瑞利—索末菲标量衍射积分公式和卷积定理,推导出介质平面光波导基模经狭缝衍射后的衍射场分布为狄拉克函数与sinc函数、洛仑兹函数的卷积,阐明受限衍射的本质,并对衍射场的分布特性进行了详细的探讨;分析了作为衍射效应标志的中央亮条纹强度半最大值全角宽度随狭缝半宽度的变化关系,并拟合出它们的函数关系。 通过数学建模以及采用曲线拟合方法,拟合单模光波导端面衍射光束的特征参量与波导归一化频率的关系,分别给出了以二阶矩和微分算子定义的近场模场半径、以二阶矩和微分算子定义的远场发散角角半径以及基于二阶矩定义的光束传输因子和波导归一化频率、波导芯层半径的函数关系式,并且有较高的精确度:分析单模光纤在一定归一化频率范围内,基模模场分布采用高斯近似的合理性,提出采用等效匹配效率确定高斯近似时的模场半径,给出光纤基模等效模场半径基于光纤归一化芯层驻波参量和归一化包层倏逝波参量的计算公式,并拟合出其与光纤归一化频率的函数关系式。这些结论,在一定程度上为快速地分析和计算单模平面光波导和单模光纤端面衍射光束参量提供理论基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 祝宁华,金锋;Ti:LiNbO_3光波导导模的场分布[J];光学学报;1993年06期
2 文根旺;光波导研究的最陡下降逼近理论[J];中国科学A辑;1990年11期
3 刘靖,元秀华,黄德修,黄重庆;标量FDTD法分析渐变折射率光波导模场分布[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年02期
4 陈明阳;;电磁场数值方法在光波导课程教学中的应用探讨[J];电脑知识与技术;2009年23期
5 文根旺;王麓雅;;非谐近似渐变光波导的导模特性[J];湖南师范大学自然科学学报;1989年02期
6 张斌;侯静;姜宗福;;全固态光子带隙光纤第1带隙内模场分布特性[J];强激光与粒子束;2011年01期
7 文根旺;;高斯型扩散光波导导模特性的研究[J];湖南师范大学自然科学学报;1990年01期
8 杨修文;祝生祥;江锐;石义杰;;楔形光纤与半导体激光器的耦合研究[J];微纳电子技术;2007年10期
9 吕垚;戴基智;吴兵兵;郭峰;代志勇;;压力作用于LiNbO_3脊形波导的模场分析[J];光学仪器;2010年01期
10 均田;集成光路——材料和制法[J];发光学报;1975年02期
11 姚慧海,陈智浩;光波导等参元分析[J];光学学报;1987年09期
12 李朝英,沈寿义;用涤纶膜做光波导实验[J];大学物理;1992年04期
13 ;集成光学、波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1999年05期
14 潘姬,赵鸿麟,杨恩泽,李德杰,吴伯瑜;硅衬底上锗硅合金光波导的研制[J];光学学报;1994年06期
15 郭建新,史若桦,马凯,黄锡珉;光波导方法在液晶盒常规测量中的应用[J];液晶与显示;1994年04期
16 洪佩智,马少杰,侯韶华,李丽娜,于荣金;光波导Fabry—Perot型电光模数转换器[J];光电子.激光;1995年05期
17 李宝军,李国正,刘恩科;1.3μm,1.55μm的Si和Si_(1-x)Ge_x波长信号分离器[J];半导体光电;1997年05期
18 王德强,陈玮,程继健;玻璃光波导研究进展[J];材料导报;2000年01期
19 秦志辉,房昌水,潘奇伟,史伟,尹鑫,顾庆天,余金中;聚合物单模光波导的研究[J];光电子.激光;2002年06期
20 张月清;集成光学[J];自然杂志;1982年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张蓉君;祁志美;;时间分辨光波导分光光谱技术原位研究分子及纳米粒子的吸附动力学行为[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
2 汪业衡;;一般截面光波导Maxwell方程的求解[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 但亚平;岳瑞峰;王燕;刘理天;;氮氧化硅薄膜的光学特性及其在光波导中的应用[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年
4 赵桂荣;张卫华;赵高扬;胡雄伟;杨沁清;;SiO_2薄膜及其微细图形制备新技术[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
5 武继江;石邦任;孔梅;刘支华;;退火质子交换光波导传播特性近似分析[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
6 虎宝仁;王鹏;;浅谈光波导铌酸锂晶体生长[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
7 邱建荣;朱从善;三浦清贵;平尾一之;;飞秒激光诱导玻璃中3维光波导的研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
8 雷明凯;王兴军;杨涛;董斌;王辉;曹保胜;朱振华;;溶胶-凝胶技术制备稀土掺杂光波导材料研究[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
9 晁代宏;刘荣;吴跃民;宗光华;;光波导封装机器人系统研究现状[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
10 王涛;黄德修;;有源光开关中的方向耦合器研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范国芳;用于全光纤调Q激光器的波导声光调制器的研究[D];天津大学;2007年
2 刘嘉敏;光波导三轴力传感方法的理论分析与实验研究[D];重庆大学;2001年
3 周剑英;InP基量子阱电吸收行波光调制器的研制[D];浙江大学;2005年
4 姜毅;离子注入光电晶体损伤诱导折射率改变及波导导模特性研究[D];山东大学;2006年
5 王亮玲;离子注入与离子交换平面和条形光波导的制备及其特性研究[D];山东大学;2008年
6 刘祥志;离子注入光波导的数值分析研究[D];山东大学;2008年
7 程光华;飞秒激光与透明介质相互作用的非线性及应用[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
8 贾传磊;离子注入法与射频溅射法制备光波导的研究[D];山东大学;2006年
9 李玉华;飞秒激光微细加工电介质材料与微光器件制备研究[D];华中科技大学;2007年
10 余本海;飞秒激光对透明电介质材料的烧蚀与微加工研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李连煌;单模光波导端面衍射场特性分析[D];福建师范大学;2007年
2 胡林顺;单模光波导受限衍射光束参量分析[D];福建师范大学;2008年
3 刘珂;光子晶体光纤的理论分析及其在THz波导分析中的应用[D];浙江大学;2005年
4 黄重庆;光波导计算中的时域有限差分法[D];华中师范大学;2000年
5 宋哲;理想光波导短程透镜的理论与实验研究[D];长春光学精密机械学院;2001年
6 邵国玉;SOI光波导与光功率分配器的基础研究[D];长春理工大学;2004年
7 文学金;波导模式基本理论及其应用[D];浙江大学;2004年
8 李登峰;光波导在任意微扰下的耦合模理论[D];福建师范大学;2003年
9 陈国强;微纳光束光波导的传输和控制分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 申人升;磷硅酸盐波导材料的溶胶—凝胶法制备[D];吉林大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李德辉 通讯员 马永军;创新因执着而美丽[N];联合日报;2008年
2 记者 郑千里;集成光波导型电磁场传感器制成[N];科技日报;2001年
3 马永军;王克明:创新最重要的是执著[N];中国教育报;2008年
4 冯卫东;哈利波特有了新斗篷[N];科技日报;2009年
5 本报记者 李德辉 通讯员 王静 实习生 王远;生命在创造中闪光[N];联合日报;2006年
6 记者  陈超;母板内光互联技术取得突破[N];科技日报;2007年
7 李大庆;最贵平常心[N];科技日报;2000年
8 ;硅基光电子技术的今天与未来[N];电子资讯时报;2008年
9 通讯员 朱文龙;尖端技术如何走出企业[N];上海科技报;2006年
10 通讯员 张少梅 刘秀红 冯刚;王克明 学生心目中的“平民大师”[N];中国教育报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978