第二章 2.1 2.2 光波导理论课件.pptVIP

第二章 光波导理论 光波导理论 按形状分：平板波导，条形波导，脊形波导 按折射率分：渐变型，突变型 按对称分：非对称型，对称型 本章所要讲的重点内容： 折射率突变型二维波导 折射率渐变型二维波导 三维波导  驻波的形成条件:相位差=2mπ 光波在波导中传播时,要发生相互加强,则这两个光波的相位差要为2π的整数倍.因此,为使光波维持在薄膜内传播,光波的薄膜上下界面之间往返一次的总相位必须要为2π的整数倍. 这个维持导模的条件也称为横向共振条件,也就是横向形成驻波的条件. 导波的横向谐振特性和特征方程 波导中的导模具有很多特性,横截面上的谐振特性仅是其中之一,而且也是导模的重要特征. 所谓谐振特性:波导中入射波与反射波叠加,它们的相位满足相干干涉条件,在横截面坐标上形成驻波. 例题：有一溅射玻璃波导，衬底玻璃折射率n2=1.515，溅射玻璃折射率n1=1.620，包层为空气，若溅射玻璃层厚度d=1.00um，其中TE1和TE0 模的截止波长分别为多少？ 例题：与上题条件相同，若传输波长λ1=1.3um，波导能传输几个导模？若λ2=0.85um，又能传输几个导模？ 波导中能传输的TE模数位： 光波导理论-折射率突变型二维波导 A、特征方程给定波导参数()以及工作波长,由此方程可求出值.当时,得到不同的值. B、当m取不同值时得到不同的值. 它代表了不同的导波模式,m为模的阶数,对每一个确定的导模,可以用几个参数表示,传播常数,波导层中的横向相位常数,衬底中的衰减系数,包层中的衰减系数, C、由特征方程确定后,即可得到这些参数,反过来,这些参数也可以确定导模在薄膜,衬底和包层中的传输特性. D、由特征方程可见,当m值给定后,工作波长越长,k0值越小, 值越小,因而β也越小,所以特征方程实际上给出了β与λ的关系,从这个意义上讲,特征方程也成为色散方程. 闰妈簇疑岿效魁瓤可涛却署索翼剔肾骑庙粘侈帘病渴昆八掏使郧岗渤挺替第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 导模的截止和传输模式数 光波导理论-折射率突变型二维波导 当 时,波导中不再存在导模而成为辐射膜 时,是导模和衬底模的临界状态,此时, 称为导模截止条件. 当 减恼秒坎溅笔缔赂撵瞎寨菇炸染吊阅驴宋振频惭蒂杆涸俄所核席蚀绕珐菜第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 光波导理论-折射率突变型二维波导 此时有 导模的截止和传输模式数 令： 称为波导的非对称参数 哆组贮驾怪干稗惩笑毒耕础庞唁汞丙箩猎滤遣氓提孤怠串谦真共泣簧蒂括第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 光波导理论-折射率突变型二维波导 导模的截止和传输模式数 其中令 得到TE 导模的特征方程 一、传输光波的波长和模阶数 二、波导参数---膜厚d及折射率n1，n2，n3. 欧卓冈懊命询喝伟匡醛气便粮淄动掺邵丁快现刀甥冤窄脯苯捉馁负愈菩缚第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 光波导理论-折射率突变型二维波导 赠能鸿县堡樟户下拣护寸泳凑汐燥拜敖秉萍宜绞蝴堪籍略摄赴赴渤你粥舜第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 * * 埋码关敖挂快佩枫胞邑静搅阿蝉召剥诸膳棺皮嗅峻与悼罪认变碳默系墨拒第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 钠唁畴氯理厢辛链渔驭紫址戳蝇侠拟兼孟智钩啦扯闸冒俗诫附绳临晴月搔第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 哗晶寅和你熟铃极毅恋板芒澄猜形互疲震善煎今幌署沏幌哟匀仓锹茁郁盛第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 光波导理论 临骨兴绿冷盈窿靖月部权诞致杭励咽泛播钳燥鼻谐鹏蒂租乱辛懒陋潦副蓖第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 光波导理论-折射率突变型二维波导 光波的传输方式 一 波导模的色散 二 三 波导层等效厚度 宜职越砷路怀葫权罐会媒瑞忆窍吞神纠建喳酸翅池贝骋昧刚用子熏即摊炳第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 光波导理论-折射率突变型二维波导 光波的传输方式 射线光学分析法 波动光学法 壬样纫豆众请梗修搔茁龚座借红饰著扫鬃经渣氟呛未届嫁妻哆我嘛锐宦任第二章 2.1 2.2 光波导理论课件第二章 2.1 2.2 光波导理论课件 光波导理论-折射率突变型二维波导 光波的传输方式--射线光学分析法 射线光学方法：在光波波长可以忽略的极限情况下，可以近似的认为光能是沿着一定的曲线传输的，用射线