弯曲波导结构设计.docx
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弯曲波导结构设计
实验三：
曲折波导构造设计
一、实验目的：
1、掌握曲折波导的构造、工作原理
2、认识曲折波导的剖析方法及其仿真技术二、实验原理：
在以玻璃为代表的透明介质衬底的表面上，附着上折射率比衬底略高、厚度能够与光波长对比较的薄膜，光就会被关闭于这类高折射率的薄膜层内构成波导。
在二维光波导的状况下，只有沿厚度方向对光是关闭的，所以波导中的光能够沿表面自由流传。
这么一来光就有可能由于衍射而被所有消散掉。
可是，实质上利用光波导构成光调制器和光开关的时候，光沿表面方向也一定是关闭的，光波的分路、曲折、耦合等也一定都能够控制，这就是三维光波导。
作为变换光路用的三维光波导器件，曲折波导占有重要地位。
此中，曲折半径R越小，传输距离越短，越简单产生光路变换。
可是曲折波导的消耗跟着曲折半径R的减小而增添。
图1表示曲折部分的导模场散布。
在曲折波导中，为了使光波在传输过程中，其波面不被损坏，曲折部格外侧波导光的相速度一定大于内侧波
导光的相速度。
所以，在曲折外侧所看到的光波中，在rrc部分的相速度会超
过光速。
这就意味着在rrc部分的光波在半径方向上存在着辐射消耗。
当设计
曲折波导时，正确评估这部分辐射消耗至关重要。
假设在曲折部分陪伴着辐射而
造成的波导光衰减常数为a，在aR
1的场合下，能够得出
a
2
s2ky2exp（2
sW）
2
s3
R）
2
ns2）k02（2
sW）
?
exp（
2
（N
3
图1曲折波导的导模场散布
再者，由图1可知，曲折部分导模场散布倾向拐弯的外侧，该现象被称之为边沿
模，这类场散布现象与波导的直线部分的场散布是不一样的。
由此而产生了曲折部分进口处的场散布不般配，入射光的部分功率辐射进衬底，这类消耗叫做模变换消耗，它与辐射消耗一同构成了决定曲折波导消耗的主要原由。
三、实验内容：
利用设计一个曲折波导并察看并剖析有关结果。
四、实验方法：
1、创立资料库：
资料库参数：
Materials－Dielectric1：
Name:
cladding
2DIsotropic
3DIsotropic
RefractiveRefractive
：
：
Name:
guide
2DIsotropic
3DIsotropic
RefractiveRefractive
：
：
Profiles－Channel：
Name:
channel
2DProfiledefinitionmaterial:
guide
晶体参数：
Profile：
channel
WaferDimensions参数：
Length:
800
Width:
50
2DWaferProperties参数：
Material：
cladding
2．增添波导和输入平面：
（1）波导参数以下表：
波导名称
Startoffset
Endoffset
Width
Waveguide
Horizontal
Vertical
Horizontal
Vertical
radius
Arcwaveguide
0
-10
800
-8
4
4000
（2）增添输入平面
（3）输入面的参数中将Zposition的值设置为。
3、仿真并察看仿真结果。
4、设计原程序
SIMULATIONPARAMETERS
SimulationType:
2D
StartingField:
Type:
Modal
ZPosition:
Label:
InputPlane1
Wavelength（祄）:
GlobalReferenceIndex:
Type:
Modal
Value:
UserInterfaceConfiguration:
NumberofDisplays:
100
SimulationTechnique:
SimulateAsIs
2DPARAMETERS
Polarization:
TE
Mesh:
Numberofpoints/
祄:
Numberofpoints:
500
BPMSolver:
Paraxial
Engine:
FiniteDifference
SchemeParameter:
PropagationStep:
WaferWidth（
祄）:
BoundaryCondition:
PML
Layers:
6
TheoreticalReflectionCoefficient:
Non-LinearBPM:
UsingNon-LinearSimulation:
FALSE
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