硅基縫波導(dǎo)的偏振特性和非對稱波導(dǎo)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(lǐng)域有著巨大的理論與應(yīng)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(dǎo)中準(zhǔn)橫磁模（TM）偏振傳輸?shù)膯栴}，較全面的研究了準(zhǔn)TM偏振和準(zhǔn)橫電模（TE）偏振在硅納米狹縫波導(dǎo)中雙偏振傳輸?shù)膸捯约肮鈭龇植继匦裕会槍ΤＲ?guī)硅偏振分束器尺寸較大的問題，設(shè)計了一種基

2、于非對稱定向耦合波導(dǎo)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(dǎo)的偏振特性。通過調(diào)節(jié)狹縫波導(dǎo)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(dǎo)；并且發(fā)現(xiàn)在該帶寬范圍內(nèi)，準(zhǔn)TE偏振的電場強度在狹縫中能夠獲得增強，而對準(zhǔn)TM偏振則不具有增強作用。這為進一步設(shè)計硅基縫波導(dǎo)的偏振相關(guān)器件奠定了基礎(chǔ)。
　　（2）采用平面波法設(shè)計了一種二維非對稱定向耦合波導(dǎo)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(shè)計的正確性。該分束器的耦合區(qū)設(shè)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(shè)計是正確的。
　　（3）基于上述設(shè)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(dǎo)的長度和彎曲角度，非對稱定向耦合結(jié)構(gòu)中條形波導(dǎo)和周期型波導(dǎo)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(dāng)中心波長為1550 nm時，彎曲角度