用极坐标下的广角光束传播法计算分析弯曲波导

采用了极坐标下的广角 BPM( Beam Propagation Method)对弯曲波导进行了计算模拟 ,并与极坐标下近轴 BPM方法进行了比较 。

锥形过渡波导的光束传播法分析

基于光束传播法,对几种只沿纵向变化的锥形过渡波导的传输特性进行了分析。分析表明,对同一过渡波导,宽端口输入与窄端口输入时的功率损耗不同,因而应根据过渡波导是宽端口输入还是窄端口输入来选用过渡波导。波导参数对各种过渡波导传输特性的影响也不同。分析结果为各种过渡波导的选用提供了参考。

光束传播法在光波导中的应用

近几年来出现了一些分析集成光波导的数值分析方法,在这些方法中,光束传播法是分析光波导器件的一种有效的方法。本文简单介绍了光束传播法的发展概况和基本计算思路,并利用有限差分光束传播法模拟出了脊波导半导体激光器的剖面,使光束传播法得到了广泛的应用。

基于光束传播法的偏芯光纤传输特性研究

偏芯光纤由于纤芯偏离中心轴线,其光纤传输特性与传统光纤不同。本文对常用的光纤传输特性数值模拟方法及其优缺点进行了分析比较,确定采用光束传播法对偏芯光纤的光传输特性进行研究。建立了偏芯光纤的理论计算模型,分析了偏芯光纤对应的模场分布特性。推导出偏芯光纤倏逝波的表达式,当纤芯距离包层外表面非常近或贴近外表面时,可利用倏逝波进行光学传感。运用RSoft软件中的Beam PROP模块对偏芯光纤进行了光学结构建模。基于光束传播法,对偏芯光纤中的模场特性及光功率特性进行了仿真分析,并得到了基模有效折射率和双折射与偏芯距离的变化关系。

光束传播法的发展概况

设计和研制平面光波导只知道器件需要波导理论的指导。随着光波导技术的发展,用于光波导中的快速、精确的数值模拟方法越来越重要,特别是对于一些结构复杂的平面光波导,由于很难有具体的解析解,所以数值模拟方法对于设计性能优良的平面光波导器件是十分重要的一个环节。

光束传播法的发展概况

设计和研制平面光波导只知道器件需要波导理论的指导。随着光波导技术的发展,用于光波导中的快速、精确的数值模拟方法越来越重要,特别是对于一些结构复杂的平面光波导,由于很难有具体的解析,所以数值模拟方法对于设计性能优良的平面光波导器件是十分重要的一个环节。

基于Douglas and ADIM and Peaceman-rachford方案的光束传播法

Douglas and ADIM and Peaceman-rachford方案可应用于变系数的光束传播分析,该方案保持差分方程的3对角线性体系的同时,使截断误差减小到Δ4.用多种方案计算阶跃光纤中LP01模传输的模不匹配损耗LM,证实了本方案具有很多优点,具有较好的精确性和稳定性.

广角光束传播法

基于傍轴近似的光束传播法,是事先假定了光束的传播方向是沿Z轴方向。然而实际设计和使用的多种光通信器件的折射率是沿着Z轴方向变化的,即光束不是严格沿着Z轴方向传播的,而是会与Z轴形成一定的夹角。在夹角较小时,使用传统的光束传播法还可以近似模拟光在波导中的传播,但当夹角较大时,比如光束以大角度入射到波导中时,如果仍然使用传统的光束传播法则会带来较大的误差,影响了仿真精度,模拟结果有较大失真,甚至无法达到模拟的效果。

改进的宽角光束传播法

依据Ｄｏｕｇａｌｓ算子，阐述了一种改进的宽角光束传播法（ＷＢＰＭ），此方法和传统的宽角光束传播法相比，在几乎不增加计算时间和计算机资源的情况下，把原数值计算时横向截断误差从ｏ（Δｘ）２减小到ｏ（Δｘ）４。该方法在宽角光束传播计算中，更显示出其优越性。

基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数,用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件关系,并给出了条件表达式和详细说明.

基于光束传播法的单模光纤连接横向偏移的研究

利用基于光束传播法的BPM软件对单模光纤连接时横向偏移进行仿真分析,通过数值计算可得到传输效率与偏移量的变化曲线及光纤连接处的光场图。分析讨论了相同光纤、不同光纤横向偏移时的连接问题。通过仿真计算得到的光场分布图可以直观地反映出横向偏移时单模光纤连接时的损耗情况。

宽角光束传播法在集成光学中的应用

阐明了一种简单的宽角光束传播法在集成光学中的应用。用该方法计算只需要同一般的光束传播法相同的内存和几乎相等的计算时间。但是宽角光束传播法具有较高的精度，尤其在模拟光波导中非旁轴光传输时。

三维显式光束传播法

本文在二维显式光束传播法的基础上应用ＤｕＦｏｒｔ－Ｆｒａｎｋｅｌ方法把三维的一般光束传播法推广到三维显式光束传播法，并提出了三维显式光束传播法的稳定条件。三维显式光束传播法象显式差分法一样，容易在光波导传播中实现光波的计算。该方法在三维显式光束传播计算中是一种比较实用的方法。

基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗,设计了4种过渡波导形状函数。用有限差分光束传播法(FD BPM)进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件有关,并给出了条件表达式及其详细说明。

用于模拟方向耦合器的显式差分光束传播法

探讨了用于模拟方向耦合器的显式差分光束传播法 (EFD- BPM) ,引用了一种用于模拟的三维差分格式 ,使用谐波分析法证明了其稳定条件 ,并以此格式进行了计算模拟方向耦合器的光耦合过程 .

波导调制器的SEM-BPM法模拟

三维级数展开的光束传播法 (3D SEM BPM )将BPM方程转化为一阶常微分方程组 ,具有计算方法简单和计算效率高的优点。运用该法分析了铌酸锂Mach Zehnder结构的电光波导调制器 ,模拟了光场在器件中的分布情况 ,获得了这种调制器模场损耗曲线和最佳结构参数。模拟时引入正切函数变换将无限平面映射为有限平面 。

修正的光束传输法在阵列波导光栅中的应用

以亥姆赫兹方程为基础,对传统的有限差分光束传播法进行修正,提出一种修正后的新算法,将修正后的算法与传统算法进行了比较,并给出了用其计算阵列波导光栅中的传输光场的应用结果.通过比较计算结果和应用结果得出结论:修正后的算法可以准确计算光波场,并提高了计算精确度,有一定实用价值.

三维光波导器件设计中的多重网格法FD-BPM

将一种高效的数值计算方法—多重网格法引入到三维有限差分波束传播法 (FD BPM)中 计算了均匀介质内定向高斯波在不同角度时的传播问题 ,并与解析法的结果进行了比较 最后计算了矩形波导的传播模式 ,并与交替方向迭代法BPM计算的结果进行了比较 证实了此方法的可靠性 ,而且这种方法大大提高了广角三维FD BPM的计算速度 。

宽角束传播法用于计算透射光栅特性

基于Pade近拟，并在透明边界条件下利用宽角束传授法对透射光栅的性质进行了详细的分析。介绍了所使用的数值模拟方法的理论模型，并对高斯光束通过光栅后的光场分布和光栅的衍射效率进行了数值求解。

有限元光束传输法分析锥形线性波导

文章介绍了有限元光束传输法(FE BPM)和完美匹配层法的结合,并用该法分析了不同折射率比和仰角的锥形线性波导,说明了这种方法的有效性和实用性.