硅基縫波導的偏振特性和非對稱波導的偏振分束.pdf

1、偏振是光波的基本屬性之一。研究不同偏振態(tài)的光波在傳輸過程中的性質(zhì)，以及研究把不同偏振態(tài)的光波高效分離的方法，在光通信、偏振檢測與分析、激光調(diào)制、偏振成像和投影系統(tǒng)等領域有著巨大的理論與應用價值。本文使用平面波法和有限時域差分法，針對通常研究只討論硅納米狹縫波導中準橫磁模（TM）偏振傳輸?shù)膯栴}，較全面的研究了準TM偏振和準橫電模（TE）偏振在硅納米狹縫波導中雙偏振傳輸?shù)膸捯约肮鈭龇植继匦?；針對常?guī)硅偏振分束器尺寸較大的問題，設計了一種基

2、于非對稱定向耦合波導的新型緊湊型偏振分束器。本文的主要工作有：
　?。?）采用三維數(shù)值研究法，研究了硅基縫波導的偏振特性。通過調(diào)節(jié)狹縫波導中硅介質(zhì)的寬度，獲得了帶寬達320.6 nm的雙偏振單模狹縫波導；并且發(fā)現(xiàn)在該帶寬范圍內(nèi)，準TE偏振的電場強度在狹縫中能夠獲得增強，而對準TM偏振則不具有增強作用。這為進一步設計硅基縫波導的偏振相關器件奠定了基礎。
　?。?）采用平面波法設計了一種二維非對稱定向耦合波導的緊湊型偏振分束器，

3、并使用有限時域差分法驗證了偏振分束器設計的正確性。該分束器的耦合區(qū)設計長度最小為2.88μm，驗證長度為2.75μm；兩種方法的結(jié)果符合得很好，表明偏振分束器的設計是正確的。
　?。?）基于上述設計的非對稱偏振分束器，又研究了偏振分束器輸入和輸出端S型耦合彎曲波導的長度和彎曲角度，非對稱定向耦合結(jié)構(gòu)中條形波導和周期型波導之間的狹縫寬度對偏振分束器消光比和插入損耗的影響。二維有限時域差分法表明，當中心波長為1550 nm時，彎曲角度