磁光介质波导中非互易边导模的研究-东南大学学报.PDFVIP

第 卷第 期 ２９ １ 东 南 大 学 学 报 Ｖｏｌ２９Ｎｏ１ 年 月 １９９９ １ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｊａｎ．１９９９  磁光介质波导中非互易边导模的研究 王发强 许培英 许榕凯 （南京大学电子科学与工程系，南京 ２１００９３） 摘 要 首次从理论上证明了非互易光边导模的存在，研究了它的传输特性，给出了 其存在条件，为光非互易器件的集成化发展提供了新途径． 关键词 磁光；波导；非互易；场移边导模 分类号 ＴＮ２５２５６ 光纤通信已成为现代通信的重要支柱，而光器件则是光纤通信系统的基础，其中光非互易 器件已成为光电子领域不可缺少的关键器件，如光隔离器在高速大容量光纤通信、光放大器、 半导体激光源和光缆有线电视（ ）等系统中有着广泛的应用 但目前产品化的光 ＤＦＢＬＤ ＣＡＴＶ ． 隔离器却存在体积较大等缺点，随着光纤通信向全光化、集成化和小型化方向发展，迫切需要 ［］ 进行光器件的新理论和新结构的探索工作１ ． 目前，光隔离器所采用的原理是利用磁光晶体片、薄膜或材料的法拉第旋转效应或柯登 莫登（ ）效应与材料双折射效应相结合，以产生传输光场模式的变换或 效 ＣｏｔｔｅｎＭｏｔｔｏｎ ｗａｌｋｏｆｆ 应形成非互易空间，从而实现光的非互易传输 由于磁光晶体是一种反对称张量介质，光场在 ． 其中的传输特性通过马克斯韦方程难以得到精确解析的描述，通常采用微扰模式耦合理论来 研究光场在其中的传输特性，其核心是通过 和 模式之间的微扰耦合来研究磁光介质对 ＴＭ ＴＥ ［］ 传输光场的影响，但其无法研究介质中的ＴＥＭ模式２ ． ［］ ３ 本文用马克斯韦方程解析地研究了条状磁光介质波导中的准ＴＥＭ模 传输特性，结果发 现在一定条件下，存在一种特殊模式，即场的能流分布在正向传输时，偏向波导的一边；而在反 向传输时，却偏向了另外一边，这被称之为非互易场移边导模 利用这一现象可构成光非互易 ． 空间，设计新型的光隔离器，有利于光隔离器的集成化和小型化 从实用化角度来看，磁光材 ． 料参数要满足一定要求是关键．本文给出了边导模传输的结构和场解． １ 边导模的原理和场解 磁光波导结构如图 所示，其中外磁化场 沿 方向，则磁光波导中的稳态场方程可写 １ Ｈ ｘ ０ 为 Ｋ ０ ０  ｘｘ    ［］