基于耦合模理論的微環(huán)諧振器模型研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡的廣泛應用，人們對通信網(wǎng)絡的容量及速度的要求越來越高，而大規(guī)模集成光學有望成為未來高容量高速度的通信網(wǎng)絡的一個重要組成部分。光學微環(huán)諧振以功能多樣性，結(jié)構緊湊性，良好的波長選擇性等特征成為極具潛力的集成光學基本元器件，同時在其他信息處理和傳感領域也有廣泛地應用。另外，材料科學和平面工藝技術的發(fā)展也推動了各種結(jié)構和功能的微環(huán)諧振器的應用與制作方面的研究。為了縮短微環(huán)器件的研究周期，降低研究成本，擁有一套可靠實用的微環(huán)理論模型顯

2、得十分重要。 本論文的主要工作就是對微環(huán)的理論模型進行嘗試性研究，提供了微環(huán)模型的一種研究思路。首先提出了微環(huán)結(jié)構的三個模塊，分別為直波導區(qū)域，彎曲波導與直波導的耦合區(qū)，以及彎曲波導區(qū)域。為得到與結(jié)構相對應的微環(huán)諧振特性，我們重點分析了后兩個模塊，最后進行綜合得到諧振結(jié)果。 在探索彎曲波導的模場分布時，本論文利用FD法計算高折射率差的彎曲波導，并與相應的直波導的模場特性進行對比，得出高折射率差的彎曲可近似成直波導的最小半

3、徑。同時利用解析法分析了弱導性的彎曲波導，當彎曲半徑較小時，大部分能量分布在外包層，且成震蕩形式的輻射場，損耗很大，彎曲波導的芯層幾乎不能進行光場的傳輸。所以對于弱導性微環(huán)要選擇合適的半徑。 在分析直波導和彎曲波導的耦合時，用直波導近似彎曲波導的方法與直波導耦合，解析求解的彎曲波導與直波導耦合兩種方法來分別分析高折射率差與低折射率兩種情況，主要分析了耦合系數(shù)隨坐標|z|的變化，以及不同耦合間距下輸入輸出的耦合比率隨半徑的變化情況