(8)--2-1-3光电子技术基础.ppt

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1、xy薄膜层薄膜层n1z衬底层衬底层n2包层包层n3平板波导的结构及模式平板波导的结构及模式非对称波导yz xd n2n1n3衬底薄膜包层 导模入射角满足：导波沿轴向均匀传播的条件：只满足全反射时，某些波之间会发生相消干涉，造成导波出现轴向不均匀。1.全反射2.横向相位匹配平板波导导模形成条件x锯齿光线的波矢量图 n3n2n1BzdC直接波间接波 光线ABC 和C点之间的光程差为AB+BC横向相位匹配k1(AB+BC)=k0n12dcos A直接波和间接波相位差下界面全反射的相移上界面全反射的相移全反射半相移1.全反射2.2.横向相位匹配横向相位匹配平板波导导模形成条件特征方程特征方程单模波导：

2、=的导模能沿近乎 向传播(4)(4)此式对于此式对于TE波与波与 TM波都适用。波都适用。(3)(3)当当m=0为基模，为基模，m0为高次模为高次模(1)(1)当当nl,n2,n3,d,0给定，给定，m m,对应于不同的波型对应于不同的波型或模式如或模式如TE0，TEI，TE2或或TM0，TM1，TM2。(2)(2)m-模阶数，导模是离散模式。模阶数，导模是离散模式。m m讨论：m：横向驻波波节数m=0m=1m=2En3n1n2平板波导中导模及其场分布 把 代入谐振方程，方程可以化为模方程图解法导模对应与 曲线、曲线的交点【以 1为自变量】。交点的个数为导模的数目。p对称波导 n2=n3 蓝色曲线红色曲线【以以 为自变量为自变量】模方程图解法高阶模式先截止p对称波导 n2=n3 蓝色曲线平板波导基模不截止平板波导基模不截止红色曲线【以 为自变量】模方程图解法p非对称波导 n2 n3 蓝色曲线红色曲线【以以 1为自变量为自变量】足够小时基模可能截止基模可能截止模方程图解法