对称平板波导的模式计算(课程设计论文)

课程设计任务书

学生姓名：许文军专业班级：电子0901班

指导教师：葛华工作单位：信息工程学院题目:

初始条件：

计算机、beamprop软件

要求完成的主要任务:

1、课程设计工作量：2周

2、技术要求：

（1）学习beamprop软件。

（2）设计对称平板波导的模式计算。

（3）对对称平板波导的模式计算进行beamprop软件仿真工作。

3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：

2012.6.25做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。2012.6.25-6.28学习beamprop软件，查阅相关资料，复习所

设计内容的基本理论知识。

2012.6.29-7.5对对称平板波导的模式计算进行设计仿真工

作，完成课设报告的撰写。

2012.7.6 提交课程设计报告，进行答辩。

目录

摘要................................................................................................................................. I Abstract ......................................................................................................................... II 1 绪论. (1)

2原理分析 (2)

2.1 均匀介质薄膜波导 (2)

2.2 平面光波导 (3)

2.3 平板波导的波动理论 (5)

3 BeamPROP软件 (7)

3.1软件简介 (7)

3.2 对称平面波导的BeamPROP仿真设置 (7)

4 平面波导仿真图 (13)

4.1 波导结构观察 (13)

4.2 波导传输仿真 (13)

4.3 不同模式仿真图 (14)

5 总结 (17)

参考文献 (18)

摘要

平面光波导，英文缩写PLC是英文Planar Lightwave Circuit的缩写，翻译成中文为：平面光波导(技术)。所谓平面光波导，也就是说光波导位于一个平面内。正如大家所熟悉的单层电路板，所有电路都位于基板的一个平面内一样。本文从理论上推导了对称平板波导的模式计算,利用BeamPROP软件仿真，探究了对称平板波导的模式分类及各自特点，得到了其仿真特性和一些仿真图，验证了相关理论，并且加深了对对称平板波导的模式的理解。

关键词：对称平板波导的模式计算，beamprop

Abstract

Planar waveguide, abbreviations PLC is the abbreviation of English Planar Lightwave Circuit, translated into Chinese for: Planar waveguide (technology). The so-called planar waveguide, that is optical waveguide is located in a plane within. Just as we are familiar with the single circuit board, all circuit are located in base board of a plane within. This paper theoretically symmetry planar wave-guide model calculation, the use BeamPROP software simulation, explores the symmetric planar wave-guide pattern classification and characteristics, obtain the simulation characteristics and some simulation diagram, verify the related theory, and deepened to the symmetry of planar wave-guide the understanding of mode.

Keywords: symmetrical planar wave-guide model calculation, beamprop

1 绪论

平面光波导，英文缩写PLC是英文Planar Lightwave Circuit的缩写，翻译成中文为：平面光波导(技术)。所谓平面光波导，也就是说光波导位于一个平面内。正如大家所熟悉的单层电路板，所有电路都位于基板的一个平面内一样。因此，PLC是一种技术，它不是泛指某类产品，更不是分路器！我们最常见的PLC分路器是用二氧化硅(SiO2)做的，其实PLC技术所涉及的材料非常广泛，如玻璃/二氧化硅(Quartz/Silica/SiO2)、铌酸锂(LiNbO3)、III-V族半导体化合物(如InP, GaAs等)、绝缘体上的硅(Silicon-on-Insulator, SOI/SIMOX)、氮氧化硅(SiON)、高分子聚合物(Polymer)等。

基于平面光波导技术解决方案的器件包括：分路器(Splitter)、星形耦合器(Star coupler)、可调光衰减器(Variable Optical Attenuator, VOA)、光开关(Optical switch)、光梳(Interleaver)和阵列波导光栅(Array Waveguide Grating, AWG)等。根据不同应用场合的需求(如响应时间、环境温度等)，这些器件可以选择不同的材料体系以及加工工艺制作而成。值得一提的是，这些器件都是光无源器件，并且是独立的。他们之间可以相互组合，或者和其他有源器件相互组合，能构成各种不同功能的高端器件。