第3章 光波导元器件和传感器.pptVIP

3.3.2 各向异性晶体 在波导上加载各向异性晶体构成偏振器，如图3.16所示。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 当方解石的光轴与TE模的偏振光方向一致，且nTE ne，则TE模能在波导中传输。 TM模则由于nTM no，则会随着导波光往方解石中的泄漏和散射而消失。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 如果将波导衬底也选用各向异性的光学晶体，还可以构成图3.16 b)所示的偏振器。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 Nb2O5溅射膜折射率ne的大小可以通过改变Ar气和O2气的混合比的方法进行调整， 在LiNbO3的情况下，也可以满足non ne的关系。因此，如果选用Z切割LiNbO3，仍然可以使TE模通过，TM泄漏。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 要点与习题 1、简述金属包层偏振器的原理？ 2、简述晶体偏振器的原理？ 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 3.1 光路变换器 第3章 光波导元器件和传感器 3.2 功率分配器 3.3 光波导偏振器 3.4 模分割器和模变换器 3.5 波导型透镜 3.6 光波导传感器 3.4 模分割器和模变换器 3.4.1 方向耦合器型模分割器 3.4.3 Y型分支波导模分割器 3.4.2 三层结构分支波导 3.4.4 模变换器 在导波光学当中，把导模之间的传输通道隔离开的器件称为模分割器。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 3.4.1 方向耦合器型模分割器 方向耦合器型模分割器，如图3.17所示。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 3.4.2 三层结构分支波导 三层结构分支波导如图3.18所示。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 根据模式本征方程 得到 (3.4-1) 和 (3.4-2) 因为 所以有 也就是 (3.4-3) 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 由于 因此得到， (3.4-4) 也就是说臂2当中的传播常数小于臂3当中的传播常数。因为低阶模会选择传播常数大的臂进行传播，而高阶模会选择传播常数小的臂进行传播。 当在臂1端输入基模和一阶模时，基模会沿着臂3传播，一阶模会沿着臂2传播。即高阶模选择有较小传播常数的臂，而低阶模选择具有较高传播常数的臂。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 3.4.3 Y型分支波导模分割器 Y型分支波导模分割器如图3.19所示。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 其原理是：在主波导的一半加载介质膜（区域2），在其上制作电极；另一半区域（区域1）不被包覆，这样 就会形成沟道波导，由于 ，在不加电压时，TE和TM模都导入主波导区域2，随后馈入分支2中，当施加电压时，TE模对电压敏感，克服介质包覆层对TE模有效折射率的增加，而TM模对电压不敏感，从而把TE模和TM模分别约束在区域1和区域2中。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 3.4.4 模变换器 模变换器是将基模变换成其它高阶模的器件，如图3.20所示。 它的基本结构是三层结构的分支波导，当基模由臂1进入后，应当进入臂3当中，但是，由于臂2的末端部分加厚，使得基模得以扩展，从而形成一阶模。 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 要点与习题 1、什么是模分割器？ 2、什么是模变换器？ 3、简述模变换器的原理？ 4、三层结构模分割器的原理？ 5、Ｙ型结构模分割器的原理？ 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 3.1 光路变换器 第3章 光波导元器件和传感器 3.2 功率分配器 3.3 光波导偏振器 3.4 模分割器和模变换器 3.5 波导型透镜 3.6 光波导传感器 3.5 波导型透镜 3.5.1 模折射率透镜 3.5.2 短程透镜 3.5.3 费涅尔透镜 3.5.4 微透镜阵列 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 在厚度均匀的二维波导上制作有效折射率不同的区域，若形状合适，便可起到透镜作用，这种典型的透镜称为模折射率透镜。如图3.21所示。 3.5.1 模折射率透镜 长春理工大学 第3章 光波导元器件和传感器 由图3.21可知，从P点到F点的光程等于P/点到F点的光程，因此有 可得 （3.5-1） 上式两边平方得 （3.5-2） 长春理工大学 第3章