宽度与曲率双渐变型低损耗硅基弯曲光波导设计

采用内、外曲线分别为圆形弯曲和欧拉-圆形弯曲曲线,以及内、外曲线分别为欧拉-圆形弯曲和欧拉弯曲曲线,提出并优化了两种曲率与宽度双渐变的硅基单模弯曲光波导结构。采用有限时域差分对提出的两种弯曲光波导结构进行了仿真优化,并与圆形弯曲、欧拉弯曲、欧拉-圆形弯曲和贝塞尔弯曲光波导的性能进行了比较。结果表明在等效弯曲半径为2μm时,内、外曲线分别为圆形弯曲和欧拉-圆形弯曲的弯曲光波导损耗值仅为0.0056 dB/90°,且具有低的损耗波长相关性。

弯曲光波导的本地场理论

本文从弯曲光波导的本地正交弯曲坐标系出发,展开MaxweII方程组,并借助于函数变换和普通小参数展开法导出了在o(1/R)近似下的弯曲光波导的修正场本地方程及修正传播常数。以圆光纤为例,讨论了一阶近似本地场形式及基模场在最大值处的场位移。与一些文献作以比较,我们的计算与数值方法相一致。本理论的特点是利用相应直波导的已知场来构造弯曲光波导的本地场,故本理论适应于分析任意截面,亦满足于在弱导条件下的弯曲光波导。

弯曲光波导模拟优化研究

用时域有限元差分(FDTD)方法弯曲光波导的优化仿真,减小弯曲光波导损耗。采用OPTIFDTD软件在曲率半径增大到一定的情况下,弯曲损耗在各种损耗中不占优势。在半径一定的条件下,适当选择波导的各个参数进行优化,可以使弯曲损耗达到最低,模拟了弯曲光波导中光的传播,得到了弯曲损耗的变化规律,波导参数不同,弯曲损耗不同,其中有一最佳参数点,由此得到弯曲光波导的参数优化设计值。

微纳米SiGe-SOI弯曲波导的设计

在绝缘体上硅(Silicon-on-insulator,SOI)材料的基础上,建立了SiGe-SOI微纳米尺寸的光波导结构模型,选取了损耗较小的S型SiGe-SOI弯曲光波导进行设计,并对其直波导和弯曲波导的模场进行了分析。设计中采用保角变换和三维全矢量BPM算法相结合的方法,对SiGe-SOI弯曲光波导进行了弯曲损耗分析,得到了弯曲半径对弯曲损耗的影响,给出了影响微纳米SiGe-SOI弯曲光波导设计的敏感参数。最后根据理论分析的结果,绘制了不同宽度的光波导版图,制作了微纳米SiGe-SOI弯曲光波导,并对其进行了测试分析,最终实验结果与理论分析一致,从而验证了该设计方法和理论分析的正确性。

单模光纤定向耦合器的理論分析(英文)

本文应用弯曲光波导耙合系统中的广义耦合模方程来分析弯曲单模弱导光纤耦合结构,导出了在模式间的耦合系数、非正交系数及耦合功率式,与经典的耦合模理论相比较,本文提出的公式显得更精确,同时与实验结果一致。