基于全矢量有限元法的硅基多槽波導分析.pdf

1、硅基多槽波導結構由于其獨特的光學特性及其在光電子器件方面的廣闊應用前景而日益受到人們的重視。槽波導結構幾何尺寸小、光場限制能力高，其材料選擇為非線性時，由三階Kerr效應引起的非線性使其具有良好的開關特性，可以用在許多光電子器件的設計制備中，使得槽波導成為全光通信網(wǎng)絡的關鍵技術之一，因此，對槽波導結構的研究也越來越重要。本文主要應用全矢量有限元法結合完美匹配層分析水平及垂直硅基多槽波導結構的光學特性，在分析硅基多槽波導結構線性本征模的基

2、礎上選取合適的槽波導幾何尺寸、材料參數(shù)，進一步分析了硅基多槽波導結構的非線性特性。
　　文中首先綜述了槽波導結構的原理、分析方法、發(fā)展及研究現(xiàn)狀；接著詳細介紹了全矢量有限元法分析線性、非線性槽波導結構的過程；然后分析了不同類型硅基多槽波導結構槽的寬度、厚度、折射率、側(cè)壁傾斜角度等對其線性光學特性的影響，得到了限制因子高、有效模式面積小的槽波導結構；接下來分析了不同非線性材料、不同側(cè)壁傾斜角度硅基多槽波導結構的非線性系數(shù)、非線性相移

3、等特性；最后對全文進行了總結。結果表明：
　　不同類型槽波導結構的模式分布具有相似性、獨特性，與傳統(tǒng)光波導結構的模式分類不同，槽波導結構的基模被分裂成對稱、反對稱甚至更高階對稱模式。不同類型的槽波導結構可以提供不同方向上的光場限制能力，對水平槽波導結構，準TM對稱基模的光場可以很好地限制在槽中，而對垂直槽波導結構，準TE對稱基模的光場可以很好地限制在槽中。槽波導結構的幾何尺寸、材料參數(shù)等均能影響其模式特性，合理設計槽波導，可以得到