光波導(dǎo)理論及器ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 5）輸出波導(dǎo) 光纖中光的傳輸 光子晶體中光的傳輸 光波導(dǎo)器件 ? 波導(dǎo)制造過(guò)程 ? 典型光波導(dǎo)器件 39 波導(dǎo)制造過(guò)程概述 ? 采用類似集成電路的制造技術(shù)，將光波導(dǎo)、光電二極管、半導(dǎo)體激光器等集成在同一塊兒芯片上。用該方法分析問(wèn)題的時(shí)候要考慮研究對(duì)象的幾何參數(shù)，材料參數(shù)，計(jì)算精度，計(jì)算復(fù)雜度，計(jì)算穩(wěn)定性等多方面的問(wèn)題。dd? ? ?? ? ???? ???? 截止條件 臨界條件時(shí)，發(fā)生全反射， 對(duì)應(yīng)截止條件，對(duì)稱模 反對(duì)稱模 所有模截止條件為： 實(shí)際上 截止條件時(shí)： 21 t a n ( / 2 ) 0d? ? / 2 0 , , 2 ,d? ? ???t a n ( / 2 )d? ?? / 2 / 2 , 3 / 2 ,d? ? ???/ 2 / 2dv???39。d?? ?2 2 2 2 2 2 2 21239。 17 ( 2 )323 ( ) ( )( c o s s i n ) s i n c o szzx d H d H dd d d d?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ?23223()t a n d ? ? ??? ? ?????介質(zhì)波導(dǎo)本征值方程：關(guān)于傳播常數(shù) β的超越方程 ? ? ? ?2 3 2 32 2 3 2 3( ) / /ta n1 / /d? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? ? ???? ?23t a n t a n a r c t a n / a r c t a n /d? ? ? ? ?? ? ?? ?23a r c t a n / a r c t a n /dv? ? ? ? ? ?? ? ? ?正整數(shù) — 模數(shù) 對(duì)稱波導(dǎo)： 18 2 3 2 3 39。 ) ( , , ) . .jtjtx y z t x y z e c cx y z t x y z e c c????EEHH???? DtBE??????0??? BtDjH??????復(fù)共軛 ? 介質(zhì)中 同時(shí) 10 ( , , 。六 . 光波導(dǎo)理論及器件基礎(chǔ) 平板波導(dǎo) 通道波導(dǎo) 光波導(dǎo)器件 1 光波導(dǎo)的概念 ? 光纖、平面薄膜、窄條 ? 對(duì)光輻射實(shí)施限制和傳輸?shù)募夹g(shù) ? 研究方法：射線理論、電磁場(chǎng)理論 ? 研究?jī)?nèi)容：光波導(dǎo)中光的傳播行為、傳導(dǎo)模式、傳輸特性 2 平板波導(dǎo) 射線光學(xué) ：直觀、近似 光線在介質(zhì)界面發(fā)生 反射 和 折射 發(fā)生全反射 光被限制在第 1介質(zhì)內(nèi)，全反射可用于限制光的傳輸 3 2211 s ins in ?? nn ?121 ar cs innn??電磁理論 ：復(fù)雜、完善 平板波導(dǎo) 4 覆蓋層 涂層 基質(zhì) ? 覆蓋層：通常為空氣， ? 涂層：介質(zhì)薄膜， mm量級(jí)，也稱薄膜波導(dǎo) ? 基質(zhì)：玻璃 321 nnn ??對(duì)稱平板波導(dǎo) 非對(duì)稱平板波導(dǎo) 1321 10~10 ???? nn13 ?n1 2 3n n n??1 2 3n n n??空氣 1?? 平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中可能存在的幾種波的模式 5 1 2 3n n n??非 對(duì) 稱 ：1 3 1 2i c c? ? ???1 3 1 2c i c? ? ???1 3 1 2c c i? ? ???輻射波（輻射模） 基質(zhì)輻射波（基質(zhì)模） 傳導(dǎo)波（傳導(dǎo)模） 平板介質(zhì)波導(dǎo)中的導(dǎo)波 x：橫向約束 y：均勻 z：傳播 引入 沿 z方向的傳播常數(shù) 則 6 1n3n2ni?xz1 3 1 2c c i? ? ???1 s inzikk???? 1 1 0k n k??22121 1 1s i n s i nic nkk n k? ??? ? ? ?2k???21kk??? 2 0 1 0n k n k?? ? ?2 0 1/n k n????導(dǎo)波有效折射率 N z方向最大傳播常數(shù)
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