光波导原理及器件简介.docx
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1、信息光电子技术作业光波导原理及器件简介摘要:20世纪60年代激光器的出现,导致了半导体电子学、导波光学、非线性光学等一系列新学科的涌现。20世纪70年代,由于半导体激光器和光纤技术的重要突破,导致了以光导纤维通信、光信息处理、光纤传感、光信息存储与显示等为代表的光信息科学技术的蓬勃发展,而导波光学理论是光通信技术的基础,同时也是集成光学、光纤传感等学科的基础。本文简述了光波导的原理,并着重介绍光波导开关。关键词:光波导,波导光学,平面光波导,光波导开光1.引言1.1光波导的概念波导光学是一门研究光波导中光传输特性及其应用的学科。以光的电磁理论和介质光学特性的理论为基础,研究光波导的传光理论、调
2、制技术及光波导器件的制作与应用技术。导波光学系统是由光源、光波导器件、耦合器、光调制器及光探测器等组成的光路系统。光波导是将光波限制在特定介质内部或其表面附近进行传输的导光通道。简单的说就是约束光波传输的媒介,又称介质光波导。介质光波导的三要素是:“芯/包”结构,凸形折射率分布(n1n2),低传输损耗。光波导常用材料有:LiNbO3、Si基(SiO2、SOI)、-族半导体、聚合物等。1.2光波导的分类按几何结构分类,光波导可分为:平面(平板)介质波导,矩形(条形)介质波导,圆和非圆介质波导。包层n2芯区n1图1. 三层平面介质波导图2. 矩形波导图3. 圆光波导图4. 椭圆光波导按波导折射率在
3、空间的分布分类,光波导可分为:非线性光波导(n=n(x,y,z,E)),线性光波导(n=n(x,y,z))。线性光波导又可分为:纵向均匀(正规)光波导(n=n(x,y)),纵向均匀(正规)光波导(n=n(x,y))。2.光波导的原理简介一种为大家所熟知的介质光波导就是通常具有圆形截面的光导纤维,简称为光纤。然而,集成光学所注重的光波导往往是平面薄膜所构成的平板波导和条形波导,这里,我只讨论平面光波导。最简单的平板波导由三层材料所构成,中间一层是折射率为 n1的波导薄膜,它沉积在折射率为 n2的基底上,薄膜上面是折射率为 n3的覆盖层,一般都为空气。薄膜的厚度一般在微米数量级,可与光的波长相比较
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- 波导 原理 器件 简介
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