光纖與非對(duì)稱波導(dǎo)耦合效率數(shù)值仿真研究-資料下載頁(yè)
2025-06-18 20:08本頁(yè)面
【正文】 大到11微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而增大，當(dāng)曲率半徑從11微米增大至20微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而減小。，當(dāng)微透鏡的曲率半徑為11微米時(shí)，光纖與二氧化硅非對(duì)稱波導(dǎo)耦合效率達(dá)到最大值62%。 光纖與鈮酸鋰平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合的耦合效率 。從圖中可知，當(dāng)波導(dǎo)端面位于幾何焦平面上，光纖通過不同曲率半徑的微透鏡與波導(dǎo)耦合時(shí)，耦合效率曲線存在峰值。當(dāng)微透鏡的曲率半徑從5微米增大到9微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而增大，當(dāng)曲率半徑從9微米增大至20微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而減小。，當(dāng)微透鏡的曲率半徑為9微米時(shí)，光纖與鈮酸鋰非對(duì)稱波導(dǎo)耦合效率達(dá)到最大值75%。從上面的分析可以看出，當(dāng)波導(dǎo)端面位于光纖端接微透鏡的幾何焦平面上時(shí)，光纖通過光纖端接微透鏡與非對(duì)稱平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合時(shí)，與二氧化硅平板光波導(dǎo)耦合時(shí)的效率低于與鈮酸鋰平板光波導(dǎo)耦合時(shí)的效率。耦合效率曲線的峰值對(duì)應(yīng)的微透鏡的曲率半徑也不同。 波導(dǎo)端面位于束腰面 光纖與二氧化硅非對(duì)稱平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合時(shí)的耦合效率 。從圖中可知，當(dāng)波導(dǎo)端面位于束腰面上，光纖通過不同曲率半徑的微透鏡與波導(dǎo)耦合時(shí)，耦合效率曲線存在峰值。當(dāng)微透鏡的曲率半徑從5微米增大到12微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而增大，當(dāng)曲率半徑從12微米增大至20微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而減小。，當(dāng)微透鏡的曲率半徑為12微米時(shí)，%。 光纖與鈮酸鋰平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合時(shí)的耦合效率 。從圖中可知，當(dāng)波導(dǎo)端面位于束腰面上，光纖通過不同曲率半徑的微透鏡與波導(dǎo)耦合時(shí)，耦合效率曲線存在峰值。當(dāng)微透鏡的曲率半徑從5微米增大10微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而增大，當(dāng)曲率半徑從10微米增大至20微米時(shí)，耦合效率隨著曲率半徑的增大而減小。，當(dāng)微透鏡的曲率半徑為10微米時(shí)，%。從上面的分析可以得知，當(dāng)光纖通過光纖端接微透鏡分別與非對(duì)稱二氧化硅平板光波導(dǎo)、鈮酸鋰平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合時(shí)，當(dāng)波導(dǎo)端面位于聚焦光束的束腰平面處，與鈮酸鋰對(duì)接耦合的效率高于與二氧化硅平板光波導(dǎo)耦合的效率。 章小結(jié)綜上所述， 當(dāng)光纖通過光纖端接微透鏡分別與非對(duì)稱二氧化硅平板光波導(dǎo)、鈮酸鋰平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合時(shí)，無論波導(dǎo)端面位于微透鏡的幾何焦平面，還是位于聚焦光束的束腰平面處，光纖與鈮酸鋰平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合效率高于與二氧化硅平板光波導(dǎo)的耦合效率。對(duì)于不同材料的波導(dǎo)，耦合效率曲線的峰值對(duì)應(yīng)的微透鏡的曲率半徑不同。5 結(jié) 論本論文基于光波的折射與反射定理，綜合考慮微透鏡的結(jié)果參數(shù)以及非對(duì)稱波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及衍射效應(yīng)，利用蒙特卡羅方法，建立了光纖經(jīng)過光纖端接微透鏡與非對(duì)稱平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合的數(shù)值模型，利用MATALB軟件，研究微透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)和非對(duì)稱波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)耦合效率的影響，仿真結(jié)果顯示：光纖端面的微透鏡的曲率半徑、非對(duì)稱波導(dǎo)端面的位置、非對(duì)稱波導(dǎo)的材質(zhì)對(duì)耦合效率都有影響。無論是光纖與何種材質(zhì)的非對(duì)稱平板光波導(dǎo)對(duì)接耦合時(shí)，光纖端面的微透鏡曲率半徑變化對(duì)耦合效率都有影響，且耦合效率曲線存在峰值。非對(duì)稱波導(dǎo)端面位于束腰面處時(shí)的耦合效率高于非對(duì)稱波導(dǎo)端面位于幾何焦平面處的耦合效率。相同情形下，光纖與LiNbO3非對(duì)稱波導(dǎo)的耦合效率高于SiO2非對(duì)稱波導(dǎo)的耦合效率。這些仿真結(jié)果對(duì)實(shí)際應(yīng)用有著重要的指導(dǎo)意義。17參考文獻(xiàn)[1] 尹增謙；管景峰；張曉宏；曹春梅。 蒙特卡羅方法及應(yīng)用[J]。《物理與工程》；2002年03期 [2] 賈正根。 微透鏡陣列[J]。 《微電子技術(shù)》。1998年03期 [3] Sihai Chen,Xinjian Yi,Hongchen Wang,Luqin Liu,Yingrui Wang. Monolithic Integration of Diffractive Microlens Arrays and Infrared Focal Plane Arrays[J] ,2002[4] , , and . Ideal microlenses for laser to fiber coupling[J]. Technol 1993 (11): 252257[5] , et al. Highcoupling tapered hyperbolic fiber microlens and taper asymmetry [6] 焦勇。周喻虹。 基于MATLAB的快速圖形化數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)[J]. 電子科技. 2005(07)
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