利用硅基狹縫波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以有效減小波導(dǎo)的有效模場(chǎng)面積,提高其中的光強(qiáng)密度,進(jìn)而增強(qiáng)其非線性效應(yīng)。為了保證非線性效應(yīng)的高效發(fā)生,入射光需要盡可能多地從光纖耦合進(jìn)硅基狹縫波導(dǎo),減小耦合損耗。但是,光纖和硅基狹縫波導(dǎo)之間模場(chǎng)的形狀和尺寸極不匹配,直接耦合損耗很大,因而需要設(shè)計(jì)從光纖到硅基狹縫硅波導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)換器,實(shí)現(xiàn)高效、寬帶的模式轉(zhuǎn)換。從光纖到硅基狹縫波導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)換分為兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：第一步從光纖耦合到硅基條形波導(dǎo),第二步從硅基條形波導(dǎo)再耦合到硅基狹縫波導(dǎo)。論文首先回顧了光波導(dǎo)的基本原理以及波導(dǎo)數(shù)值計(jì)算方法,基于波導(dǎo)的模場(chǎng)特性,設(shè)計(jì)了一種光纖到硅基條形波導(dǎo)的倒錐形模式轉(zhuǎn)換器,通過(guò)降低波導(dǎo)高度和偏移尖端硅波導(dǎo)的方法實(shí)現(xiàn)了偏振不敏感且高效的耦合。當(dāng)尖端寬度為0.1 μ.m,高度為250nm時(shí),TE�？倱p耗為0.483 dB,TM�？倱p耗為0.653 dB。當(dāng)尖端寬度小于50 nm時(shí),可以實(shí)現(xiàn)偏振無(wú)關(guān)模式轉(zhuǎn)換,兩個(gè)模式的損耗均約為0.2 dB。通過(guò)分段設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度優(yōu)化為234 μm。通過(guò)高度降低或者尖端偏移設(shè)計(jì),偏振相關(guān)度可以降到0.11 dB以內(nèi),而TE/TM損耗都在0.4 dB左右�；诠杌M縫...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 基于硅基波導(dǎo)端面耦合模式轉(zhuǎn)換器的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 論文主要內(nèi)容
        1.3.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
2 光波導(dǎo)的基本理論及其數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 光波導(dǎo)概述
    2.2 平板光波導(dǎo)的理論分析
    2.3 條形光波導(dǎo)的理論分析
    2.4 數(shù)值計(jì)算方法
        2.4.1 光束傳播法
        2.4.2 時(shí)域有限差分法
    2.5 本章小結(jié)
3 光纖與硅基條形硅波導(dǎo)端面耦合模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 耦合過(guò)程中的損耗分析
        3.2.1 光波導(dǎo)的損耗
        3.2.2 耦合結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損耗
    3.3 光纖與硅基條形硅波導(dǎo)倒錐形端面耦合模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
        3.3.1 模式轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)與基本原理
        3.3.2 模式轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.3.3 模式轉(zhuǎn)換器的長(zhǎng)度優(yōu)化
    3.4 倒錐形端面耦合偏振不敏感模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
4. 硅基狹縫波導(dǎo)和硅基條形硅波導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 硅基狹縫波導(dǎo)的特性
    4.3 硅基條形波導(dǎo)和硅基狹縫波導(dǎo)耦合模式轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
        4.3.1 硅基條形波導(dǎo)和硅基狹縫波導(dǎo)耦合模式轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)
        4.3.2 模式轉(zhuǎn)換器幾何參數(shù)的確定
        4.3.3 模式轉(zhuǎn)換器的帶寬特性
    4.4 模式轉(zhuǎn)換器的進(jìn)一步優(yōu)化
    4.5 實(shí)驗(yàn)可行性說(shuō)明及測(cè)試方法
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間取得的科研成果



本文編號(hào)：3819008