集成光波導(dǎo)ppt課件-展示頁(yè)
2025-05-16 07:16本頁(yè)面
【正文】 波形會(huì)發(fā)生展寬(失真 )。 集成光器件 167。 波導(dǎo)的耦合 167。 對(duì)稱(chēng)平板波導(dǎo)中的模式 167。1 167。 電介質(zhì)平板波導(dǎo) 167。 非對(duì)稱(chēng)平板波導(dǎo)中的模式 167。 平板波導(dǎo)的色散和失真 167。 總結(jié)和討論 第 4章 集成光波導(dǎo) 167。 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 。 ? 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 。 波導(dǎo)色散 圖 對(duì)稱(chēng)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 。 波導(dǎo)色散 圖 對(duì)稱(chēng)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 。39。39。 4 圖 石英玻璃的折射率與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線(xiàn) 圖 對(duì)稱(chēng)平板波導(dǎo)的模式圖 (n1=,n2=) ? ? ? ?. . ... . ... . ... . ... ./ 39。 ???? ??????? MncL? ? ? ?.. ... .. .. .. ../ 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(guò) 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 。 一個(gè)入射光束的能量在傳輸過(guò)程中會(huì)被分配到若干個(gè)模式上 ， 其傳播速度各不相同 。 ? 各個(gè)模式到達(dá)輸出端的時(shí)間不同 ， 從而使得波形被展寬 ， 這種現(xiàn)象稱(chēng)為 多模失真 或 模式失真 ， 也常稱(chēng)為 多模色散 。 一個(gè)理想的單頻光脈沖 (Δλ =0)仍然會(huì)產(chǎn)生多模展寬 ， 而材料展寬和波導(dǎo)展寬則為零 。 9 10 Multimode Distortion Consider the worst case by calculating the difference in arrival times between the lowest mode (axial) and the highest mode (? = ?c) for a highly multimode waveguide. Let L = length of the waveguide 11 Multimode Distortion n1 n2 n1 n2 Axial mode L2 n2 ?c Higher order mode L1 12 Multimode Distortion Axial mode t
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