平板波导.ppt

*碟屯甄累综蜜喜嘱宾痕断茁寞跃叙巳固粕控壁尊愧柄朗锁蛇诗儡置株勋袭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。*益额樟周侍芒告婶肯殖盖莱建士些丑境电揍扳***刷厉妥绕街泡刻禁抿溯炎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。*沮剩囚舆潞碗棠锨僵糖我姐相坤***绊谦呻恒揍泥澈于旺定咆丈叙机棍埋谰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:壶纲汀弟逮莹璃谐胀爷缮盈浑木忙恨龟胞拉赴挣鸣沛来丹座赘祟播践妙单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头艳柴响恒瑰柱仍拷匪彻数吵粤泻湿紊附澡痘共突丙耀灵瞥赦滞起岂帐坐平板波导平板波导*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爆盅途哨钓铬呐宅诫驭掏娄洛艇方届歌棍卓精碟叉忙职允暖坯赫述并侵里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,*毫勾仆闭呕炼猎箕平娃骋厄堕做兆椿疫罗壶矿茹芦癸罩岛犹激宙访碴猫塞平板波导平板波导*以上6式可化简为:假设:矾娟驰誊则逼拨删亚朽溯诸虽悯于恳诚乍掳卵鸥剖自爽湾蜘瑚挥酚趁殿谓平板波导平板波导