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。     

弯曲光波导端面修饰的设计方法

光波导的弯曲损耗一直是集成光学中一个值得人们重视的问题,为有效地减小光波导弯曲损耗,弯曲光波导的设计成为集成光学波导设计中的一个重要内容.本文在弯曲光波导保形变换方法的基础上,应用几何光学分析方法给出了波导弯曲损耗产生的简洁的物理图像,从而深入地分析了弯曲损耗产生的根本原因,并由此提出了弯曲光波导端面修饰的设计方法.理论分析表明,与传统的弯曲的光波导设计相比,该种设计方法可以有效地减小导波的模式泄漏,从而减小波导弯曲损耗.尤其是在弯曲光波导曲率半径、材料折射率等参数被设定的情况下,该种设计方法成为一种有效的设计方法.     

估算SOI单模背形弯曲波导最小弯曲半径的简单方法

采用有效折射率方法计算了SOI弯曲波导由于辐射损耗引起模式截止的最小弯曲半径,得到了一个估算弯曲波导的最小弯曲半径的解析表达式。     

用B样条函数对S形弯曲波导进行结构优化

S形弯曲波导是集成光器件中不可缺少的部分。在光开关阵列、星形耦合器以及阵列波导光栅等器件中。以及将多个元件集成到一个芯片上时，都需要很多的S形弯曲波导来实现波导的侧向位移和连接。其尺寸和损耗直接影响整个器件的损耗以及集成密度。弯曲波导插入损耗(不包括由于结构缺陷而产生的光的散射损耗)由两部分组成：纯弯曲损耗和过渡损耗。从弯曲损耗产生的机理人手，提出用B样条泛函逼近理论实现任意边界条件下S形的优化方法，得到纯弯曲损耗尽可能小，并消除与直波导相连处过渡损耗的S形波导。且与正弦、余弦和双圆弧曲线得到的S形进行对比，用光束传播法验证。结果表明优化曲线插入损耗明显小于双圆弧和余弦曲线。     

一种电—光聚合物波导器件的结构优化计算

本文利用以Ｈｅｒｍｉｔｅ－Ｇａｕｓｓ函数为基函数的Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法，对德国赫兹研究所正在研制的一种电－光聚合物波导器件进行了结构优化计算。     

不同切型质子交换弯曲波导的弯曲损耗研究

退火质子交换铌酸锂光波导是一类重要的光波导。对2种不同切型的3种常用S形弯曲质子交换光波导,利用宽角有限差分光束传播法进行了分析。结果表明,3种弯曲波导的弯曲损耗,随波导结构参数的变化基本上是相同的,而在相同的波导结构参数下,X切型的质子交换光波导的弯曲损耗总体上都要小于Z切型的质子交换光波导。数值计算结果为相应波导器件的设计和制备提供了一定的参考。     

基片集成波导弯曲结构的研究

基片集成波导以其低损耗和易于集成等特点越来越广泛地应用于微波毫米波电路中。在实际应用中,基片集成波导的直角弯曲结构的运用是不可避免的。针对传统的弯曲结构进行改进,仿真了直切弯曲结构和圆弧弯曲结构的传输特性。并在分析基片集成波导中电感销钉的特性之后,设计了一种含销钉的直角弯曲结构。仿真和实测结果表明,所设计弯曲结构的回波损耗小于-15dB,带宽达到4.8GHz,通带内电压传输系数高于-1.5dB,具有良好的传输性能,可以广泛地应用于微波电路中。     

硅基光波导结构与器件

简要评述硅基光波导的结构，工艺及其器件，包括低损耗的硅基光波导，电光波导器件，红外波导探测器，氧化硅光回路等。     

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。     

用于现代雷达系统的光波导

介绍了用于现代雷达系统的光波导的基本特性和设计考虑，包括其物理和传输性能。简介光波导的种类，讨论几种常用的光耦合技术和波导材料。指出光波导在现代雷达系统中应用的未来发展方向。     

Design and Analysis of Refractometer Based on Bend Waveguide Structure with Air Trench for Optical Sensor Applications

This study proposes a novel optical sensor structure based on a refractometer combining a bend waveguide with an air trench. The optical sensor is a splitter structure with a reference channel and a sensing channel. The reference channel has a straight waveguide. The sensing channel consists of a U‐bend waveguide connecting four C‐bends, and a trench structure to partially expose the core layer. The U‐bend waveguide consists of one C‐bend with the maximum optical loss and three C‐bends with minimum losses. A trench provides a quantitative measurement environment and is aligned with the sidewall of the C‐bend having the maximum loss. The intensity of the output power depends on the change in the refractive index of the measured material. The insertion loss of the proposed optical sensor changes from 3.7 dB to 59.1 dB when the refractive index changes from 1.3852 to 1.4452.     

波导调制器的优化设计

利用傅里叶级数数值分析法对脊波导结构调制器进行了分析,特别针对SiO2缓冲层厚度不能忽略的情况,对其所造成的影响进行了计算。在此基础上得出了脊波导结构调制器中缓冲层厚度对特征阻抗和有效介电常数的影响特性。在综合考虑速度匹配、阻抗匹配、半波电压以及制作的困难程度等因素后,对调制器的各项参数进行了优化。结果表明,一定厚度的缓冲层能够在保持较大特征阻抗的同时,有效地降低等效折射率,大大地提高了调制带宽,迎合了更高速光纤通信的要求。     

马卡提利理论在通道光波导中的应用

探讨了马卡提利理论在通道光波导中应用的精确性。并给出新的计算公式，以满足现代光通信技术的需要。     

一种光波导的新颖数值算法的分析

本文采用了一种新颖的数值算法用来模拟计算光波导器件,主要以集成光学中重要的器件单元劈形与Y分岔为例,通过对数值计算引起的传播常数的误差以及传输系数的分析,对算法进行了简要评估,并将算法定量地与广为使用的有限差分光束传输法（FD－BPM）做了对比,从而突出了该算法的优点与不足之处。     

光波导用氟化物玻璃薄膜

系统回顾了光波导用氟化物玻璃薄膜的研究历史,总结了其制备方法与研究现状,重点介绍了氟化物玻璃薄膜在无源光波导和有源光波导上的应用,并对其前景进行了展望.     

集成光波导开关阵列真延时模块设计

阐述了光波导真延时器件的工作原理及其在相控阵雷达中的应用,通过氟化聚酰亚胺聚合物条形光波导和光开关阵列的集成,提出了一种集成光波导开关阵列真延时模块的设计方案,将光波导和开关阵列集成在一个基片上,具有集成度高、体积小、成本低、一致性好、插入损耗小等诸多优点.并根据光开关的种类分析了光学真延时模块的拓扑结构,改进了光开关和光波导的组合模式.     

半导体光波导开关列阵

光波导开关是光网络的基础器件。半导体中的电光效应、能带填充效应、多量子阱的量子限制Stark效应以及等离子体色散效应等都可分别被利用来制作成光波导开关。本文综合介绍基于上述效应的光波导开关的发展动态。