基于弱耦合模理论的空间多波导耦合特性研究.pdf

第26卷第12期 光 学 学 报 V01．26。No．12 2006年12月 ACTAOPTICASINICA December，2006 文章编号：0253—2239(2006)12—1781—6 基于弱耦合模理论的空问多波导耦合特性研究* 孙一翎1 江晓清2“+ 杨建义2 王明华2 ／1深圳大学工程技术学院，深圳518060、 ＼2浙江大学信息与电子工程学系，杭州310027／ 摘要： 不在同一平面的空间多波导中光耦合发生在横截面两个方向，利用空问多波导可以方便、有效地实现不同 层间器件的互连。将平面波导耦合模理论推广到空间多波导之间的耦合，在弱导引条件下给出了空间多波导的耦 合方程。利用该耦合方程对三维集成光学器件中常见的空间三波导和空间四波导的耦合特性进行分析，得出光强 分布及耦合长度的解析表达式，并用三维全矢量光束传输法验证了分析结果。分析结果表明利用空间多波导可以 实现水平和垂直两个方向上的均匀或非均匀分束，为利用空间多波导之间相互耦合的三维定向耦合器件的设计和 分析提供理论基础。 关键词： 三维集成光学；空间多波导；弱耦合模理论；耦合特性 中图分类号：TN256 文献标识码：A Characteristicof Basedon Analysis Multiwaveguide Spatial System WeaklyCoupled-ModeTheory Sun Yilin91JiangXiaoqin92YangJianyi2WangMinghua2 and 1 of 5 8060 ，1CollegeEngineeringTechnology，ShenzhenUniversity，Shenzhen 、 ＼2 andElectronic 310027／ DepartmentofInformation Engineering．Z九西iangUniversity，Hangzhou Abstract：The ondifferentoccursinbothtransverseandverticaldirections． couplingamongwaveguides planes the caninterconnectdevicesindifferent onthe Usingspatialmultiwaveguidesystem，we layerseffectively．Based weakly theory，theplanar is to coupled—mode waveguidecouplingtheorygeneralizedspatialmultiwaveguidesystem． andthe ofthe are an coupled—modeequationsspatialmultiwaveguidesystempresented．Asapplicationexample，the is to the in three-and coupled-modeequat