基于广角FD-BPM的PML边界处理方法

本文提出了基于三阶 Padé近似广角有限差分光束传输法 (FD- BPM)的简单有效的完美匹配层 (PML)边界处理方法 .分别给出了该方法应用于斜波导和多模干涉 (MMI)数值模拟的结果 ,并与用完全透明边界条件处理的模拟计算结果进行了比较 .本文最后对基于广角 FD- BPM的 PML边界处理方法进行了优化 .

基于FD-BPM方法的阵列波导光栅模拟

给出了一种采用 FD- BPM方法对整个阵列波导光栅 (AWG)器件进行方便而精确地模拟的方法和一个AWG设计实例的模拟结果 ,并对模拟结果进行了分析 .

傍轴标量FD-BPM算法

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。

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 。

Mach-Zehnder波导中TM波的FD-BPM分析

M-Z结构波导是许多集成光学器件中的重要组成单元。本文结合辐射透明边界条件(TBC),由Maxwell方程导出了TM模有限差分光束传播法(FD-BPM)基本方程,用FD-BPM法系统地模拟了M-Z波导结构中TM模的传播情况,并着重对其结构进行了优化设计,取得了二维情况下的最佳尺寸。研究结果表明,该法在模拟分析集成光学中具有的有效性、方便性和优越性,为实际的设计制作提供了很好的模拟依据。

Er^(3+)-Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃光波导的FD-BPM分析

阐述了三维波导结构的FD-BPM原理,并用FD-BPM法模拟了波长为1.54μm和0.98μm的高斯光束在Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃光波导内光场分布.与沟道光波导相比,掩埋型光波导内的泵浦光和信号光的散射都非常小,光场分布非常均匀.研究结果表明,掩埋型光波导是制作Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃光波导激光器和放大器的理想波导.

用FD-BPM模拟不同折射率下光纤的光场分布

利用有限差分光束传播法(FD-BPM)模拟出在不同折射率下的均匀光纤、锥形光纤及光纤对接中的光场分布,着重分析光纤的不同折射率分布对光纤传输能量以及光纤传输中造成能量损耗的影响,为研究不同折射率下光纤的能量传输特性奠定了理论基础.

光学芯片FD-BPM算法的系统实现

随着光电子集成和各种平面波导器件的集成度和复杂度越来越高,光器件的结构越来越精密,光学芯片仿真设计软件变得越来越重要。该文介绍了自行开发的光学芯片仿真软件的模拟仿真模块的实现过程,这一仿真过程是利用有限差分光速传输法算法来实现的。最后还给出了软件对光波导器件进行仿真所得到的结果。

塑料光纤锥形过渡器光波传输特性的研究

基于光束传播法 ,提出了计算大孔径塑料锥形过渡器的理论分析模型 .采用Crank Nichol son差分格式对耦合器截面进行剖分 ,分别从过渡器的大小两端作为输入端 ,讨论了圆锥角度以及过渡器长度对过渡器的损耗和耦合效率的影响 .改变过渡器的角度 (1°～ 9°)和过渡器长度 (2 5 0～ 1 90 0 μm)进行模拟和计算 .当过渡器的圆锥角度为 6°,过渡器长度L =1 5 0 0 μm时 ,锥形过渡器的耦合效率最好 .本文计算出的锥形耦合器传输端面的场强分布 。

新型电光扫描器中光波导阵列特性研究

利用有限差分光束传输法(FD-BPM)详细研究了光波导阵列电光扫描器的核心部件—光波导阵列的传输特性和辐射特性,分析了光波导阵列结构参量对其传输特性和辐射特性的影响.研究结果表明,光波导芯层厚度、光波导阵列的周期、长度和层数对光波导阵列输出面上的光场振幅、相位分布及光波导阵列输出光束主瓣的半峰值全宽度(FWHM)影响很大.通过与其它理论研究的结果进行比较指出,FD-BPM可以很方便地、更全面地描述光波导阵列的传输和辐射特性.另外,在研究光波导阵列光束扫描的基础上,根据光波导阵列电光扫描器的扫描探测要求,提出了光波导阵列结构优化设计的原则.

渐变折射率多模光纤中的多模干涉应用研究

论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论,利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟,将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比,给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应,对渐变折射率多模光纤的聚焦和发散作用进行了理论分析,以较短的长度充当透镜的功能,并总结了现阶段的主要应用。

Y分支器单元的有限差分光束传输法分析

Ｙ分支器是集成光学中一种重要的器件单元。本文使用有限差分光束传输法（ＦＤ－ＢＰＭ）系统地分析了Ｙ分支器的工作机理，包括对称与非对称两种结构，其中着重对非对称Ｙ分支器单元进行了分析，指出其欲完成模式分离所需满足的条件。通过对Ｙ分支器的深入研究，我们也说明了ＦＤ－ＢＰＭ法在对Ｙ分支器及类似器件和单元的模拟分析中所具有的方便性和优越性，这为实际的设计制作工作提供了极好的基础。

两种不同Y分支光波导的弯曲损耗研究

针对低损耗 S型弯曲 Y分支的分析与设计,分别用弯曲损耗理论和有限差分光束传输法分析了两种不同的S型弯曲Y分支的损耗特性,比较了不同的波导宽度、分支间距和分支张角对波导输出损耗特性的影响,得出了一组最优化的Y分支波导设计参数。

新型波导阵列电光扫描器特性研究(英文)

利用有限差分光束传输法研究了波导耦合对波导阵列电光扫描器传输特性和扫描特性的影响.结果表明:耦合对其传输特性和扫描特性的影响明显;只有在一定条件下,对其影响才较小,可以忽略.由此可知,在设计光波导阵列结构时,考虑波导耦合效应是至关重要的.进一步,提出了描述光波导阵列电光扫描器的技术指标,并研究了该扫描器的结构优化设计问题.

聚合物Y分支波导的TM模分析

本文利用有效折射率法计算聚合物脊形波导的横向折射率分布,将三维光波场传播问题简化为二维问题;从导模满足的标量波动方程出发,结合透明边界条件,采用Crank-Nicholson差分格式,得出有限差分束传播法的基本方程。对Y分支波导结构中TM模的传播及损耗特性进行理论分析,得出了优化的结构参数:Y分支角α=1.1°,脊宽W=5μm,波导间距G=20μm。

有机聚合物S形脊波导的弯曲损耗研究

利用广角有限差分束传播法和有效折射率法研究了S形脊波导圆弧曲率半径与弯曲损耗的关系,得出了如下结论:当圆弧曲率半径大于5000μm后,即使波导曲率半径增大,波导的弯曲辐射损耗已不会再明显减小,光已可以在S形脊波导中稳定地传播了。

BPMF-SRM混合法分析SOI脊形波导与光纤耦合

摘用束传播 自由空间辐射模 (BPM F-SRM)混合法计算了SOI脊形波导和光纤耦合时的透射率,提出计算反射率的积分公式 将该混合法和一般FSRM、菲涅尔公式 重叠积分法的计算结果相比较,提出只有在弱导条件下,传统的菲涅尔公式法和重叠积分法才可以同时使用.

一种带有锥形多模过渡区的Y分支光波导

为减小Y分支波导的分支损耗,提出在输入波导和两输出波导间引入锥形多模过渡波导。与已被用于减小Y分支波导分支损耗的矩形多模过渡波导相比,所引入的锥形多模过渡波导,不仅可以减小过渡波导的长度,还可进一步减小分支损耗。利用三维有限差分光束传播法,对具有锥形过渡波导的退火质子交换铌酸锂Y分支光波导进行了数值模拟。数值结果为该类Y分支光波导的设计和制备提供参考。

新型1×N多模干涉分束器的三维设计与模拟

相比于传统的1×N对称型多模干涉(Mult-Mode Interference ,MMI)分束器设计,提出了一种新型埋入式弱限制光波导分束器件.它的干涉区及输入输出波导采用倒锥形式,器件尺寸减小,且不均匀性与附加损耗也减小.以1×4的对称型MMI分束器为例,当只对干涉区采用倒锥形结构后,在TE偏振中心波长为1 .55μm时,器件长度减小了500μm,均匀性增加了0.131 dB,而附加损耗仅增加了0 .02 dB,波长响应较传统设计增加了40 nm.在此基础上,又在输入输出臂上也各增加倒锥形结构后,相比于传统设计附加损耗减小了0 .02 dB,均匀性增加了0 .139 dB,器件长度减小了500μm.改进后的器件具有优越的容差性.器件采用掺氟型聚合物材料进行优化设计,通过在合理范围内偏离输出波导位置,使输出光强达到最大值.

半导体激光器圆波导的低耦合损耗机制分析

设计了一种具有圆对称波导的半导体激光器 ,利用有限差分 -光束传播法 (FD- BPM)研究了半导体激光器圆波导的远场图象 (FFP)与波导参量的关系 。