對(duì)稱平板波導(dǎo)的模式計(jì)算課程設(shè)計(jì)(論文)-免費(fèi)閱讀
【正文】 雖然自己對(duì)于這門課懂的并不多，很多基礎(chǔ)的東西都還沒(méi)有很好的掌握，覺(jué)得很難，也沒(méi)有很有效的辦法通過(guò)自身去理解，但是靠著這一個(gè)多禮拜的“學(xué)習(xí)”，漸漸對(duì)這門課逐漸產(chǎn)生了些許的興趣，自己開(kāi)始主動(dòng)學(xué)習(xí)并逐步從基礎(chǔ)慢慢開(kāi)始弄懂它。不同模式，對(duì)用不同 m 值，通過(guò)Beamprop 軟件可得，不同 m值似的仿真模型圖。點(diǎn)擊 “New”按鈕，會(huì)新建一個(gè)路徑，再左鍵點(diǎn)擊我們畫好的波導(dǎo)，使路徑與波導(dǎo)相一致（此時(shí)波導(dǎo)會(huì)變綠色），然后再點(diǎn)擊 “Monitors”按鈕，會(huì)彈出一個(gè)小對(duì)話框，設(shè)置一個(gè)與路徑相匹配的探測(cè)器。波導(dǎo)橫截面的尺寸結(jié)構(gòu)為 6um* 6um，導(dǎo)光薄膜折射率為 ，由于是對(duì)稱平面波導(dǎo)，所以覆蓋層與襯底層折射率相同，且小于導(dǎo)光薄膜折射率，設(shè)定為 。用 d 與 θ 表示出來(lái)，產(chǎn)生的相位差為 故 即 從而得到 TM 波，與 TE波的相位差取值。到 C39。鋸齒形光線的傳播時(shí)間為 ，其中 z 為傳播距離， ?為光線與 z軸的夾角， 因?yàn)槭艿饺瓷錀l件的限制， 12 n/n ＜ ?cos ＜ 1，所以導(dǎo)波光線之間的最大時(shí)間差可表示為 () 其中，為折射率相對(duì)偏差。上下兩層都是限制光線的阻擋層。此軟件使用先進(jìn)的有限差分光束傳播法 (finitedifference beam propagation method)來(lái)模擬分析光學(xué)器件。 任務(wù)要求 （ 1）學(xué)習(xí) RSOFT 軟件。因此，有必要設(shè)計(jì)制作某種器件，它能夠引導(dǎo)光束的傳播，從而使光束的能量在橫的方向上受到限制，并使損耗和噪聲降到最小，這種器件通常稱為光波導(dǎo)，簡(jiǎn)稱波導(dǎo)。 正如大家所熟悉的單層電路板，所有電路都位于基板的一個(gè)平面內(nèi)一樣。本課程主要使用 RSoft 算法集中 的 BPM 算法對(duì)光波導(dǎo)和簡(jiǎn)單光波導(dǎo)器件進(jìn)行仿真計(jì)算，從而對(duì)光在波導(dǎo)中的傳輸有一定得了解。另一方面，薄膜波導(dǎo)又是集成光學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)。然而 K? 的 z 分量 ?? sinKnK 01z1 卻是唯一確定的，而且在一條光線的傳播過(guò)程中始終保持不變以，這是一個(gè)重要的不變量，以 ? 表示，稱z ? ? n3 復(fù)蓋層 n1 芯層 n2 襯底 圖 薄膜波導(dǎo)示意圖 x 武漢理工大學(xué)《光電子 應(yīng)用 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 為傳播常數(shù)。 這里可以從平面波簡(jiǎn)單理論得到相同的結(jié)果。 從 B—C 經(jīng)過(guò)上下兩次的反射 ,其附加位相 為 2f2,2f3 故相位差為： 對(duì) TE 波， TM 波是不同的。 000zyxzxyy xxEj E j HyEj E j HxE EjHxy? ??? ?????? ? ???? ? ? ??? ?? ? ???202020zyxzxyyzH j H j n EyHj H j n ExH Hxj n Exy? ? ?? ? ???? ????? ? ??? ?????0022 2 220( ) 0xyyzxx z yyyHEdEjHdEE E HdEk n Edx?????????? ? ?? ? ?2020222201( ) ( ) 0xyyzy x zyyEHndHjEn dxE H HdHdkHdx n dx n?????????? ? ?? ? ?0y???武漢理工大學(xué)《光電子 應(yīng)用 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 3 對(duì)稱平面波導(dǎo)的 BeamPROP 仿真設(shè)置 1）新建仿真文件 啟動(dòng) BeamPROP 軟件，點(diǎn)擊左上角的 “New Circuit”按鈕，新建仿真文件。通過(guò)設(shè)置變量可以方便的改變波導(dǎo)的位置以及大小，如圖 所示，然后保存。 圖 波導(dǎo)的橫截圖形 波導(dǎo)傳輸仿真 波導(dǎo)作為一種傳輸介質(zhì)，我們所研究的就是其的傳輸特性，如果在制作之前可以模擬其傳輸特性，有利于信息的傳輸以及波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改善，Computation Completed 就是針對(duì)光路傳輸?shù)囊环N仿真，通過(guò)監(jiān)視器以及電源的設(shè)置，可以得到平面波導(dǎo)的光路傳輸圖，以及功率分析，如圖 所示。 武漢理工大學(xué)《光電子 應(yīng)用 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 5 總結(jié) 在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。 武漢理工大學(xué)《光電子 應(yīng)用 》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 參考文獻(xiàn) [1] 劉嵐 .電磁場(chǎng)與電磁波基礎(chǔ) .電子工業(yè)出版社 . [2] 劉
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