基于optiwave的硫系玻璃脊形光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)基于基于OptiwaveOptiwave的硫系玻璃脊形光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的硫系玻璃脊形光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、選題的背景與意義、選題的背景與意義1.11.1課題的背景：課題的背景：目前光纖通訊網(wǎng)絡(luò)信息運(yùn)載能力的提高并非受制于傳輸介質(zhì)的能力，而是受到用于信號(hào)切換和處理的電子裝置速度的限制，尤其隨著高品質(zhì)、低損耗光纖材料研究的突破，電子裝置由于存在時(shí)鐘偏移、嚴(yán)重串話和高損耗的缺點(diǎn)而

2、產(chǎn)生光纖通信系統(tǒng)中的“信息瓶頸”現(xiàn)象。解決此瓶頸的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)非線性超快光子學(xué)器件。由于玻璃具有在大部分波段透明、較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、較高的三階非線性極化率、較快的光響應(yīng)時(shí)間、易于成纖成膜、易于機(jī)械光學(xué)加工等優(yōu)點(diǎn)，受到研究者的普遍關(guān)注。一場(chǎng)旨在以充滿生機(jī)活力的高速光子取代現(xiàn)有信息轉(zhuǎn)換媒體即電子的革命性進(jìn)程已經(jīng)開(kāi)始。隨著全光信息處理和光計(jì)算機(jī)研究的發(fā)展，三階非線性光學(xué)玻璃的研究已成為近年來(lái)光電子技術(shù)領(lǐng)域中最引人注目的研究課題之一。目

3、前三階非線性光學(xué)玻璃的研究方向是尋求非線性光學(xué)性能、響應(yīng)時(shí)間、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)損耗、加工特性及材料成本等諸因素的最佳結(jié)合點(diǎn)。其中，新型硫鹵玻璃、高折射率氧化物玻璃、各種共振型摻雜玻璃等均有希望成為全光開(kāi)關(guān)材料的最佳候選。1.2選題的意義：選題的意義：硫系玻璃具有較高的轉(zhuǎn)變溫度，較好的力學(xué)性能，制成的纖維有較好的可撓性，但硫系玻璃的折射率大，瑞利散射強(qiáng)，中紅外區(qū)本征吸收較大。硫系玻璃的電學(xué)性質(zhì)研究得很多，而且也取得了有實(shí)用價(jià)值的

4、新進(jìn)展。隨著硫系玻璃工藝的日趨成熟，硫系薄膜也逐漸引起了人們的關(guān)注?！禣pticalExpress》、《OpticalLetter》等刊物近幾年相繼發(fā)表了數(shù)十篇關(guān)于硫系薄膜波導(dǎo)制備及其在光器件應(yīng)用的研究報(bào)道。國(guó)外對(duì)硫系薄膜光波導(dǎo)的研究一直處于領(lǐng)先位置，其中美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室（NavelResearchLabaty）、美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PacificNthwestNationalLabaty）、澳大利亞國(guó)立大學(xué)（TheAustrali

5、anNationalUniversity）激光物理中3圖1為等效脊形光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。其中n1為覆蓋層(空氣)，n2為波導(dǎo)層，n3為襯底。波導(dǎo)的內(nèi)脊高為b，外脊高為h，脊寬為W。在y方向上，由于各介質(zhì)層折射率的差別，光能被限制在中間折射率較高的波導(dǎo)層中。對(duì)脊形光波導(dǎo)而言，光能不僅在y方向上受到限制，而且在x方向上也受到限制。這是由于波導(dǎo)在區(qū)域I的厚度b大于波導(dǎo)在外部區(qū)域的厚度h，因此區(qū)域I的有效折射率n1高于區(qū)域的有效折射率，這樣便使光能在

6、x方??向得到了限制。由此特性可知這種結(jié)構(gòu)器件可以作為光波導(dǎo)器件而應(yīng)用于光電集成中。圖1等效脊形光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)2.3脊形波導(dǎo)光場(chǎng)分析和外脊高脊形波導(dǎo)光場(chǎng)分析和外脊高h(yuǎn)的確定的確定在圖１所示的結(jié)構(gòu)中，先考慮W＝０時(shí)厚度為h的等效平面光波導(dǎo)，其中各層的折射率分別為n1n2n3.引進(jìn)有效折射率N2=k當(dāng)光沿著Z方向（波導(dǎo)長(zhǎng)度方向）入射時(shí)，根?據(jù)Maxwell理論，設(shè)n2N2n3n1并令2222121()YkNn??2222222()YknN??