槽波導(dǎo)的模式求解與分析畢業(yè)設(shè)計開題報告-wenkub.com
2025-01-31 05:31 本頁面
【正文】 圖 52為其截面 圖。 圖 43 法布里波羅微諧振腔 LED 在槽波導(dǎo)這一特殊結(jié)構(gòu)提出后，研究人員利用類似結(jié)構(gòu)在集成光學(xué)不同器件中得到應(yīng)有。 圖 41 (a) SOI slot rib waveguide (θ = 0176。 光場分布在逐漸趨向穩(wěn)定的過程中，除了正常模式的 性質(zhì)，光場還會在此過程中發(fā)生輻射，引起波導(dǎo)芯中光功率的大幅度泄漏損耗。 9 圖 31 無限高（ a)和有限高 (b)槽波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖 圖 32 五層對稱槽波導(dǎo)的折射率分布圖 通常 圖 32中波導(dǎo)芯 ② 和波導(dǎo)芯 ④ 的折射率相同，為 Hn =；上包層 ① 、下包層⑤ 折射率 相同，狹縫區(qū) ③ 的折射率為 Sn =。 3. 平 板槽波導(dǎo) 的結(jié)構(gòu) 由于其物理結(jié)構(gòu)為兩個高折射率平板夾著一個低折射率狹縫，我們稱這種新型波導(dǎo)叫槽波導(dǎo)。由 ? 的值可以計算出波導(dǎo)端面入射到芯層時的入射角 ? ，但并不是所有滿足上述條件的入射光都可以在光波導(dǎo)中傳輸，只有一系列滿足一定條件的離散角度的入射光才能在平板光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定傳輸，每一個允許的角度對應(yīng)一個傳播模式。導(dǎo)波光的傳輸常數(shù)為β波矢量 10nk 在 傳輸方向 z上的分量， ?? sin10nk? ，其中 0k 是光在真空中的波矢。射線理論分析法簡單、直觀、物理概念清晰，并能得到一些光在光波導(dǎo)中的基本傳輸特性。平板光波導(dǎo) 結(jié)構(gòu)簡單，傳輸特性具有 7 代表性，可以在理解平板光波導(dǎo)的集成上設(shè)計、分析許多其他類型的光波導(dǎo)。基于此特性可以設(shè)計新型光學(xué)功能性器件，比如用于光通信領(lǐng)域的高速響應(yīng)光開關(guān) [3]、用于光傳感領(lǐng)域的高靈敏度生化傳感器 [46]等等，因而受到相關(guān)領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。 SOI槽型光波導(dǎo)在 2021年由康奈爾大學(xué)的納米光學(xué)中心的 Lipson研究組提出 [1]。 ：分析槽波導(dǎo)中不同模式的特點，改變槽波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)來得到不同波導(dǎo)結(jié)構(gòu)下的模式傳播常數(shù)和光場分布。 ： 符號標(biāo)明 槽波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的幾何尺寸 、材料特性，其中包括槽 和平板寬度，材料的線性折射率。統(tǒng)籌了解光波導(dǎo)理論與發(fā)展，波導(dǎo)方程的求解，相關(guān)軟件的模型求解過程。他們模擬得到，活性物質(zhì)的吸收系數(shù)為 3000 1?cm 時，槽波導(dǎo)在 m? 工作波長的傳播損耗耗可低至 。 2021年，東北林業(yè)大學(xué)提出十字型槽波導(dǎo)，并通過優(yōu)化其參數(shù)實現(xiàn)高傳播效率，加大了槽波導(dǎo)在微納光學(xué)中應(yīng)用。 2021年，亞琛工業(yè)大學(xué) 的研究人員把槽波導(dǎo)結(jié)構(gòu)應(yīng)用到太赫茲頻段。這個原理使得后來 BaehrJones等人得到了驅(qū)動電壓為 調(diào)制器。在這些開創(chuàng)性工作之后，研究人員開展了大量槽波導(dǎo)應(yīng)用和變形的研究。 目前為實現(xiàn)高密度密集集成光路和納米集成光路，人們一直在探索研究新型集成光器件。國內(nèi)外在實現(xiàn)光學(xué)器件微型化和高功率密度的方向不斷開拓著。因此，求解分析槽波導(dǎo)的模式可以明確其載波范圍、色散特性等光學(xué)性質(zhì)，應(yīng)用于光通信領(lǐng)域的各個器件中。二 .由于其強電場被限制在納米尺寸的低折射率區(qū)域，槽波導(dǎo)可以用來大大提高光學(xué)傳感裝置的靈敏度或提高近場光學(xué)探針的效率。其中主要提出了應(yīng)用各種二維光波導(dǎo)來制成波導(dǎo)型集成光學(xué)器件（集成光路）。 1 長 春 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 任務(wù)書 題目名稱： 槽波導(dǎo)的模式求解與分析 學(xué)生姓名： 劉燦 起止日期： 題目要求 (包括主要技術(shù)指標(biāo) )： 求解二維平板光波導(dǎo)槽波導(dǎo)中各種可能的模式，給出波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對模式數(shù)量影響的定性或定量關(guān)系，數(shù)值求解不同波導(dǎo)結(jié)構(gòu)下的模式傳播常數(shù)和光場分布，分析槽波導(dǎo)中不同模式的特點。 2021年提出的引導(dǎo)和限制光在低折射率區(qū)中的新型波導(dǎo)結(jié)構(gòu) —— 槽波導(dǎo)（ slot waveguide）有 幾 個非常獨 特的性質(zhì)。 三 .槽波導(dǎo)的光場限制能力高，由克爾效應(yīng)引起的非線性使其具有良好的開關(guān)特性，可以在許多光通信設(shè)備中應(yīng)用。對槽波導(dǎo)的數(shù)值計算及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究為進(jìn)一步完善波導(dǎo)設(shè)計，獲得低損耗、高 功率 的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有重要意義。上世紀(jì) 70年代初，研究人員通過 對波 導(dǎo)的制作材料和工藝的大量研究，半導(dǎo)體材料應(yīng)用
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