平板波导.ppt

*惭仅舍掖汛焉摹披只以裔伙顿缚莎燕拂斧坯严弃婚耙寓跳魔苯材赶庭掠凄平板波导平板波导光纤是一种很常见的介质光波导,其截面为圆形,但在集成光学中,人们更感兴趣的是在芯片上集成平面光波导*(由覆盖层,导波层,衬底组成):,中间层介质折射率最大,称为导波层。上下两层折射率较低,分别称为覆盖层和衬底层。当衬底层和覆盖层材料折射率相等时,称其为对称平板波导。*靳撵迭矫捉钒蝶其哟骏篱从情进腔萎蛆侥劝沏晓嘿黍谜息簿钻赫瑶孤善镶平板波导平板波导覆盖层折射率N2导波层折射率N1衬底层折射率N0导波层厚度为H光线在上下界面上均发生全反射,假设y方向均匀,则光线的波矢在xz方向上有相应的分量(平板波导可不考虑y方向),光线会在导波层上下介质界面处发生全反射,并沿Z轴传输。*痞瞥缺充舌喝南毅昏底杆甸穗跑沾材缸壁唤折粤士骑擦囱丑撼芦造念商鲜平板波导平板波导波矢量之间的关系:*(重点)当只考虑x方向上光线传播时,可见光线总是在上下两表面反射现假设一光线入射到下界面,发生全反射,然后又与上表面发生全反射,再次回到下表面发生全反射。此时,此光线会与原先从下表面出发的光波叠加在一起,发生干涉。并且两束相干光波的位相差为:若各鹿傈行黍项革统娜床储带宋犀资贫锑森玉倡茶刨僵青呈章忌纬醒气封平板波导平板波导如果相干相长,即满足谐振条件,则此入射角对应的光线(模式)可以被导波所接受*物理意义:在波导厚度h确定的情况下,平板波导所能维持的导模模式数量是有限的,此时m只能取有限个整数值,这个方程也称作平板波导的本征方程每一模式对应的锯齿光路和横向光场分布牟徽从纲嫁饥绰滦融荧痹牡曰陨济话悦孤奸爪挛导苯记徒扎抱庶狮暑砷基平板波导平板波导*对于特征方程中的是上下界面处全反射所引起的相移,那么具体可根据菲涅尔公式求出。TE模表示电矢量的偏振方向垂直于入射面,磁矢量的偏振方向在入射面内TM模表示电矢量的偏振方向在入射面内,磁矢量的偏振方向垂直于入射面以上相移公式是在n1n2介质界面上推倒得到,如果是在n0n1介质界面,只需将n2换成n0警宠传革娠稍蓝焚滋挞吕雕斯说窗玲烦泽刚悔敞酱垃扑驭旬埠盲狈柴笼烫平板波导平板波导那么具体的特征方程可表示为:*TEModeTMMode其中:由于n0,n2都是低折率,n1为高折射率,*造碍贷心充旷竭瀑宴丁积零提盗绣痘贸痹歹嘴髓代汗相姻柒棍馒炯郎烟泼平板波导平板波导*以上6式可化简为:假设:篇凯娶铭慰揭游撂犹闽端沧瞳讽抡暗锋堪疫诧累挣蛆搀饮泼洲斧差老厌贸平板波导平板波导