集成光波導(dǎo)ppt課件(已修改)
2025-05-19 07:16 本頁(yè)面
【正文】 1 167。 電介質(zhì)平板波導(dǎo) 167。 對(duì)稱平板波導(dǎo)中的模式 167。 非對(duì)稱平板波導(dǎo)中的模式 167。 波導(dǎo)的耦合 167。 平板波導(dǎo)的色散和失真 167。 集成光器件 167。 總結(jié)和討論 第 4章 集成光波導(dǎo) 167。 平板波導(dǎo)的色散和失真 —— 波在折射率隨波長(zhǎng)變化的介質(zhì)中傳播時(shí) ， 波形會(huì)發(fā)生展寬(失真 )。 脈沖展寬是一種在任何包含色散材料的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)中都存在的現(xiàn)象 。 在電介質(zhì)平板波導(dǎo)和光纖這樣的波導(dǎo)中 ， 還有另外兩種失真： 波導(dǎo)色散和多模失真 。 ? 即使中心薄膜和襯底材料是非色散的 ， 對(duì)于固定的中心薄膜厚度 ， 某個(gè)特定模式的有效折射率也會(huì)隨波長(zhǎng)而變化 。 由圖 趨勢(shì) ， 即 波導(dǎo)色散 。 波導(dǎo)色散 圖 對(duì)稱平板波導(dǎo)的模式圖 (n1=,n2=) 2 ? 隨波長(zhǎng)的變化 ， 有效折射率 neff與折射率 n一樣會(huì)導(dǎo)致脈沖展寬 。 在通常情況下 ， 材料是色散的 ， 因此波導(dǎo)色散與材料色散會(huì)同時(shí)存在 。 波導(dǎo)色散 圖 對(duì)稱平板波導(dǎo)的模式圖(n1=,n2=) 3 ? 由波導(dǎo)色散所引起的脈沖展寬幅度與材料色散所導(dǎo)致的脈沖展寬遵循同樣的方程 ， 不同的是要用有效折射率替代材料折射率 。 波導(dǎo)色散 ? ? ? ?. . ... . ... . ... . ... ./ 39。39。 ???? ??????? MncL材料色散： 波導(dǎo)色散： ? ? ? ?.. ... .. .. .. ../ 39。39。 ???? ??????? ge f f MncL? 式中最后一項(xiàng)可從模式圖中 neff的斜率獲得 ， 如同式 ()中的 n”可由折射率曲線的斜率求得一樣 。 4 圖 石英玻璃的折射率與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線 圖 對(duì)稱平板波導(dǎo)的模式圖 (n1=,n2=) ? ? ? ?. . ... . ... . ... . ... ./ 39。39。 ???? ??????? MncL? ? ? ?.. ... .. .. .. ../ 39。39。 ???? ??????? ge f f MncL5 6 Waveguide Dispersion Mode Chart ?? = ?2 ?1 For a fixed d ( slab thickness), neff varies with ?. Thus, different wavelengths from the same source travel at different speeds. This yields pulse spreading. This is waveguide dispersion. 7 Waveguide Dispersion Since n1 and n2 also vary with wavelength, material dispersion exists in addition to waveguide dispersion. The total dispersive pulse spread is the sum of the two. That is: ? ? ? ? ?? ????? gMML/? 因?yàn)椴牧仙?M有可能為負(fù)值(例如在石英玻璃中 ， 當(dāng)工作波長(zhǎng)超過 1300nm時(shí) )， 由色散引起的總脈沖展寬實(shí)際上有可能會(huì)因?yàn)椴▽?dǎo)色散的存在反而減小 。 圖 純 siO2的材料色散，與圖 (c)非常相似 *圖 D=M *圖 總色散圖 D=Dm+Dw 8 ? 當(dāng)多個(gè)模式在同一平板波導(dǎo)中傳播時(shí) ， 相對(duì)于波導(dǎo)軸的傳輸速度互不相同 。 一個(gè)入射光束的能量在傳輸過程中會(huì)被分配到若干個(gè)模式上 ， 其傳播速度各不相同 。 因此輸入波形在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生畸變 。 ? 各個(gè)模式到達(dá)輸出端的時(shí)間不同 ， 從而使得
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