有限元光束传输法分析锥形线性波导

文章介绍了有限元光束传输法(FE BPM)和完美匹配层法的结合,并用该法分析了不同折射率比和仰角的锥形线性波导,说明了这种方法的有效性和实用性.     

基于有限差分光束传播法的过渡波导功耗分析

为了在既定尺寸下减小斜坡波导和弯曲波导的功耗，设计了4种过渡波导形状函数，用有限差分光束传播法(FD—BPM)进行了模拟分析，发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在条件关系，并给出了条件表达式和详细说明。     

用有限差分光束传输法分析过渡波导损耗

为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状过渡波导损耗的过程中,凸现出了有限差分光束传播法在光波导器件及其单元器件模拟分析中的直观性与方便性。     

改进的宽角光束传播法

依据Ｄｏｕｇａｌｓ算子，阐述了一种改进的宽角光束传播法（ＷＢＰＭ），此方法和传统的宽角光束传播法相比，在几乎不增加计算时间和计算机资源的情况下，把原数值计算时横向截断误差从ｏ（Δｘ）＾２减小到ｏ（Δｘ）４。该方法在宽角光束传播计算中，更显示出其优越性。     

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.     

光波导的有限差分光束传播法设计及分析

讨论光波导数值计算方法中的有限差分光束传播法(FD-BPM)的设计与分析.从光波导理论、光波导数值算法、偏微分方程的差分方法引入FD-BPM算法.讨论了边界条件的计算及作用.结合具体光波导结构,运用FD-BPM算法进行数值计算;对得出的结论,通过改变不同参量,进行了结果的比较和分析.     

三维显式光束传播法

本文在二维显式光束传播法的基础上应用ＤｕＦｏｒｔ－Ｆｒａｋｅｌ方法把三维的一秀光束传播法推广到三维显光束传播法，并提出了三维显式光束传播法的稳定条件。三维显式光束传播法象显式差分法一样，容易在光波导传播中实现光波的计算。该方法在三显式光束传播计算中是一种前用的方法。     

高斯光束在介质波导中的传播

本文考虑轴对称高斯型激光束在均匀介质及类透镜介质中的传播问题。本文采用作者以前所导出的正确方程,计及光束的衍射效应,求出了方程的解析解。在此基础上,讨论了激光束的宽度和波阵面问题。在均匀介质中,激光束将单调变粗;在类透镜介质中,激光束的宽度是z正弦函数,粗细交替出现。     

宽角光束传播法在集成光学中的应用

阐明了一种简单的宽角光束传播法在集成光学中的应用，用该方法计算只需要同一般的光束传播法相同的内存和几乎相等的计算时间。但是宽角光束传播法具有较高的精度，尤其在模拟光波导中非旁轴光传轴时，宽角光束传播法更显其优点。     

基于交替方向隐式的高效三维全矢量光束传播法

提出了一种高效的非迭代三维全矢量光束传播法.在该方法中,表征器件全矢量特性的偏振耦合项被引入光束传播方程,并使用新型的交替方向隐式进行高效处理.数值模拟的结果表明,相比于传统的迭代方法,该方法在保持较高精度的同时,计算效率有了显著的提高.     

退火质子交换LiNbO3光波导低损耗耦合分析

利用光束传播法分析了退火质子交换铌酸锂光波导模场参数随波导宽度、深度和表面折射率改变的变化情况,指出波导模场受这些参数的综合影响,并讨论了波导结构参数对光纤．波导耦合效率的影响。结果表明,要实现最佳耦合,不同模场直径的光纤对波导结构参数的要求是不同的,这可供相应波导器件的设计和制备参考。     

交叉多模光波导传输特性分析

针对交叉多模光波导结构,基于光束传输法(Beam Propagation Method,BPM)对其传输特性进行了分析,通过对方形多模光波导模式Ep,qx的分析发现,对于相同的模式序数p,随着传输模式阶数q的增加,交叉光波导的传输特性基本保持不变;随着模式序数p的增加,小的交叉角度更易引起交叉光波导的相互干扰。     

一种简化的基于BPM的AWG优化设计方法

根据阵列波导光栅(AWG)的结构特点,提出了一种基于光传播算法的AWG简化数值模型.利用简化数值模型研究了4×4 AWG的光传输特性,计算得到的基本参数与设计完全符合,归一化光谱响应与实验结果也完全一致.设计并研究了一个插入损耗小,各信道光谱响应幅度均一的1×4 AWG.     

集成光学多通道交叉波导单元的设计分析

采用基于帕德算子的宽角多步有限差分光束传播算法模拟双通道交叉波导单元光场传输特性,讨论了交叉角度对交叉单元分支波导输出光功率和波导间串扰的影响.结果表明,交叉角很小时,直波导的功率输出变化不稳定,相邻波导间串扰大.交叉角大于5°时,直波导的归一化输出光功率超过0.9,且随着交叉角增大而逐渐增大至趋于稳定,相邻波导间的串扰非常小.随后,以三通道和五通道交叉波导为例分析了多通道交叉波导单元.     

求解非均匀平面波导导模的一种新方法

本文给出一种新方法,用多层平板波导逼近非均匀平面波导,借助递推公式用牛顿切线法求解本征值方程,以求出非均匀平面波导导模的传播常数与模场分布。本方法优点在于程序简短通用,计算工作量小,求得结果与精确数值解十分吻合(直至近截止区)。本文给出了各种类型的非对称与对称渐变折射率平面波导的结果。     

非线性平板波导的横电模

本文提出分析线性薄膜一侧或两侧为非线性介质时自聚焦非线性平板波导横电导模的普遍方法，导出普适的色散关系式，并对两类非线性介质（ｎ２＝ｎ２＋αＥ２＋βＥ４及ｎ２＝Ｎ２＋δＥ＋αＥ２）导出了计算模折射率与功率流，薄膜功率流与总功率流间关系以及模场函数的解析公式，给出了计算方法与步骤，并进行了实例计算与讨论。     

金属包层渐变折射率平板波导传播特性

本文采用多层线型分割近似，结合欧姆损耗微扰法，分析了金属包层渐变折射率平板波导的传播特性。按此方法计算了几类典型波导的传播常数数值，结果均与精确值相吻合，且物理概念清楚，计算方法简单。