楔形單模光纖與半導(dǎo)體MQW-PLC器件連接耦合技術(shù)的研究.pdf

1、半導(dǎo)體多量子阱平面光波光路器件(MQW-PLCs)和單模光纖的耦合是MQW-PLCs研制過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。影響其有效耦合的主要因素是模場失配。楔形單模光纖(WS-SMF)是解決單模光纖與MQW-PLCs出射的橢圓光場失配問題的一種有效手段。 本文首先推導(dǎo)并建立了分析二維漸變光纖的二維階梯串聯(lián)方法(2D-SCM)，獲得了各區(qū)域模場分布和傳播特性。在此基礎(chǔ)上，建立了基于等效矩形波導(dǎo)的三維有效折射率階梯串聯(lián)法(EIM-SCM)模型

2、，獲得三維WS-SMF不同橫截面出場分布和光波傳輸圖景，從而得到比用BPM數(shù)值分析的結(jié)果更加精細(xì)和準(zhǔn)確的WS-SMF出射場。接著，提出使用WS-SMF可以實(shí)現(xiàn)與帶有2D-T-SSC的波導(dǎo)芯片的高效耦合，為MQW-PLC各類器件提供了可行的2D-模斑轉(zhuǎn)換單元：建立了WS-SMF和半導(dǎo)體MQW光波導(dǎo)芯片耦合的射線理論分析和數(shù)值分析模型，優(yōu)化了WS-SMF的結(jié)構(gòu)參數(shù)：討論了WS-SMF縱向，水平和垂直失配容差與耦合損耗的關(guān)系。最后，建立了WS