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独创性声明
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学位论文作者签名:在军 签字日期:圳年 /0 月 2] 日
学位论文版权使用授权书
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学位论文作者签名:在军 签字明州年 10 月 21日
附:各呻
万方数据
兰州交通
兰州交通大学硕士学位论文
光波导无
光波导无源环形谐振器的损耗分析与仿真研究
万方数据
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摘 要
光波导环形谐振器是一种基本的集成光学元器件,分为滤波器与波分复用器两种基 本结构。由于其本身具有结构紧凑,功能多样的优点,而被广泛应用于多个领域。在环 形谐振器的研制中,弯曲波导的设计是不可避免的,而波导弯曲必然要产生弯曲损耗。 基于此,本论文主要研究工作是对环形谐振器的弯曲损耗进行理论研究,对环形谐振器 的弯曲损耗大小进行了分析与计算,并且探讨了环形谐振器的尺寸和形状对弯曲损耗大 小的影响,结果表明环形谐振器弯曲半径越大,弯曲损耗越小。主要研究内容有以下几 个方面:
(1) 对光波导谐振器的理论模型进行了研究。利用耦合模理论法,对光波导环形谐 振器内的光波振幅进行了理论推导,对谐振条件下的振幅函数进行了分析。另外对谐振 器的定向耦合器的插入损耗,环形波导损耗对于谐振器的精细度的影响进行了分析。
mn(2) 通过改进的有效折射率法,对 E x
mn
模和 E y
模的弯曲损耗进行了对比,对谐振器
mn的弯曲损耗与谐振器的横截面宽度、高度的变化关系进行了仿真研究。
mn
(3) 通过耦合模理论法对波导的耦合模方程进行了理论推导,并且对耦合系数进行 了分析,给出了矩形直波导间的耦合系数与耦合间距的关系式。
(4) 对光波导环形谐振器的定向耦合器的耦合间距与耦合长度进行了计算,并给出 了结果。对余弦光波导的弯曲损耗的大小与波导的长度的关系进行了仿真分析,找到使 弯曲损耗降低到很小的长度值。在计算谐振器的横截面尺寸时,给出了矩形光波导的单 模传输条件,还利用 MATLAB 软件对其进行了仿真分析。最后对几种不同形状的椭圆- 跑道形环形谐振器与圆-跑道形环形谐振器的弯曲损耗进行了分析与计算。给出了使弯 曲损耗降为 0 的面积值,并且给出了椭圆-跑道形环形谐振器与圆-跑道形环形谐振器的 精细度与谐振曲线的仿真结果。
关键词:环形谐振器;弯曲损耗;光波导;仿真分析 论文类型:应用基础研究
-I-
Abstract
A optical waveguide passive ring resonator has become a basic component in integrated optics . It can be divided into the basic structure of filter and WDM(Wave division multiplexer). A passive ring resonator is widely used in many fields for their functionality and
compactness. However,in the design of a passive ring resonator, bending of optical path is
inevitable, bending of optical path can cause bending loss. For this reason, the main work of this paper is theoretical study about bending loss, to calculate and analyse the size of the bending loss . At the same time, the paper discuss the effect of ring resonator dimension and shape to the bending loss. The results show that the bending radius is bigger, smaller
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