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1、武漢理工大學《光電子應用》課程設計說明書目錄摘要IAbstractII1設計目的及任務要求11.1設計目的11.2任務要求11.3軟件簡介12原理分析22.1均勻介質(zhì)薄膜波導22.2平面光波導32.3平板波導的波動理論53對稱平面波導的BeamPROP仿真設置74平面波導仿真圖124.1波導結(jié)構(gòu)觀察124.2波導傳輸仿真124.3不同模式仿真圖135總結(jié)17參考文獻18II武漢理工大學《光電子應用》課程設計說明書摘要能夠引導光束的傳播,從而使光束的能量在橫的方向上受到限制,并使損耗和噪聲降到最小,這種器件通常稱為光波導,簡稱波導光束在介質(zhì)中傳輸時,由于介質(zhì)的吸收和散射而引起損耗,由
2、于繞射而引起發(fā)散,這些情況都會導致光束中心部分的強度不斷地衰減。因此,有必要設計制作某種器件,它能夠引導光束的傳播,從而使光束的能量在橫的方向上受到限制,并使損耗和噪聲降到最小,這種器件通常稱為光波導,簡稱波導。結(jié)構(gòu)最簡單的波導是由三層均勻介質(zhì)組成的,中間的介質(zhì)層稱為波導層或芯層,芯兩側(cè)的介質(zhì)層稱為包層。芯層的介電常數(shù)比芯兩側(cè)包層的介電常數(shù)稍高,使得光束能夠集中在芯層中傳輸,因而起到導波的作用。這種波導的介電常數(shù)分布是陡變的,也稱為階梯變化的,常稱這種波導為平板波導。最簡單的平板型光波導是由沉積在襯底上的一層均勻薄膜構(gòu)成,因而又叫做薄膜波導。正如大家所熟悉的單層電路板,所有電路都位
3、于基板的一個平面內(nèi)一樣。本文從理論上推導了對稱平板波導的模式計算,利用BeamPROP軟件仿真,探究了對稱平板波導的模式分類及各自特點,得到了其仿真特性和一些仿真圖,驗證了相關(guān)理論,并且加深了對對稱平板波導的模式的理解。關(guān)鍵詞:波導模式計算仿真18武漢理工大學《光電子應用》課程設計說明書AbstractPropagatinglightbeamscanbeguided,sothattheenergyofthebeaminthehorizontaldirectionisrestricted,andtominimizelossesandnoise,suchdevicescommonlyr
4、eferredtoasanopticalwaveguide,thewaveguideshortWhenthebeampropagatinginamedium,themediumduetoabsorptionandscatteringcausedbytheloss,duetothedivergencecausedbydiffraction,theseconditionscouldresultinthecentralportionoftheintensityofthebeamattenuationconstant.Therefore,itisnecessarytodesignadevi
5、cewhichcanguidethepropagatinglightbeams,sothattheenergyofthebeaminthehorizontaldirectionisrestricted,andtominimizelossesandnoise,suchdevicescommonlyreferredtoasanopticalwaveguide,thewaveguideshort.Thesimpleststructureofthewaveguideisformedbythreehomogeneousmedium,thedielectriclayeriscalledanin
6、termediatelayeroradielectriclayerofthewaveguidecorelayeronbothsidesofthecoreiscalledthecladding.Dielectricconstantthanthedielectricconstantofthecorelayeriscladonbothsidesofthecoreisslightlyhigher,sothatthebeamcanbeconcentratedinthecorelayertransmission,andthusactsasguidedwaves.Thisdistribution
7、issteepwaveguidedielectricconstantchange,alsocalledstepchange,oftenreferredtoasaslabwaveguidesuchawaveguide.Thesimplesttypeopticalwaveguideplateisdepositedonthesubstratebyalayerofauniformthinfilm,whichisalsoknownasathinfilmwaveguide.Asy