直波導(dǎo)與彎曲波導(dǎo)耦合功率計(jì)算

1、設(shè)計(jì)工作三工作波長(zhǎng)A = 1550 nmT曝式的折射率：=1.5150 tt2 - L500U如上圖所示，定向栽合器由完全相同的直波導(dǎo)與彎曲波導(dǎo)構(gòu)成，波導(dǎo) 芯為寬高比相同均為的正方形耳工作波長(zhǎng)，波導(dǎo)材料對(duì)TE 模式的折射率，及圓孤形穹曲波導(dǎo)的半徑/等參數(shù)如圖所示.若波長(zhǎng) 為1550nm,歸,化光功率為1的光波從宜波導(dǎo)輸入,靖選抨適當(dāng)?shù)?滿足單模工作的波導(dǎo)寬度.，然后紿出從圓形彎曲波導(dǎo)輸出的歸-化 光功率化與兩波導(dǎo)邊緣的向距d之問(wèn)的關(guān)系圖。clear alln1=1.5150;n2=1.5000;n3=n2;n4=n2;n5=n2;R=5000;a=2;k0=2*pi/1.55;F=(x)(x(

2、1)*a-atan(sqrt(k0*n1)A2-(k0*n2)A2-x(1)A2)./x(1 )-atan(sqrt(k0*n1)A2-(k0*n4)A2-x(1)A2)./x(1);x(2)*a-atan(sqrt(n1/n3)A2*sqrt(k0*n1)A2-(k0*n3)A2-x(2)A2)/x(2)-atan(n1/n3)A2*sqrt(k0*n1)A2-(k0*n5)A2-x(2) )./x(2);tmp=fsolve(F,0 5);kx=tmp(1);delta=(n1A2-n2A2)/(2*n1A2);V=k0*a*sqrt(n1A2-n2A2);ax=sqrt(k0A2*(n1

3、A2-n2A2)-kxA2);d=0.1:0.1:15;A0=1;B0=0;for z=-316:0.1:316l=length(z);D=5000-sqrt(5000A2-zA2)+d+a;k=(sqrt(2*delta)*(kx*a)A2*(ax*a)A2*exp(-ax*(D-2*a)/(a*( 1+ax*a)*VA3);A=A0.*cos(k*0.1)-1i*B0.*sin(k*0.1);%Ait-O0.1tAxEffiEaB=-1i*A0.*sin(k*0.1)+B0.*cos(k*0.1);A0=A;B0=B;endPb(:,1)=(abs(B0).A2;figureplot(d,

4、Pb) axis(0.1 10 0 1);set(gca, XTick,(0:0.5:10);%EeQAdai6Ex0eiEtitle(*IaQu2pME$dapA1ed1|AE,); xlabel(,d(|im);ylabel(P);計(jì)算矩形波導(dǎo)與彎曲波導(dǎo)的耦合光功率，利用微元法將彎曲波導(dǎo)看成是很多段小的矩形波導(dǎo)相加起來(lái)，則由同相耦合器的公式 TOC o 1-5 h z 8K HYPERLINK l bookmark7 o Current Document A z = cos qz +j-sin qz A 0 j sin qz B 0 )e-jz8 qq6K HYPERLINK l book

5、mark13 o Current Document B z = cos qz j-sin qz B 0 j-sin qz A 0 ejz8 qq因?yàn)閮刹▽?dǎo)傳播常數(shù)相同，所以5 = 0，q = K。兩矩形波導(dǎo)的耦合系數(shù)由下面給2A(k d)2(a a)2(+ i),3 e-a,(D-2a)_n2 n2k2xV = k0n1 a 2A, =,氣=k0 捋n2k2xn2而k x可由瑪卡蒂尼近似方法求出。而k x可由瑪卡蒂尼近似方法求出。在近似時(shí)，由于當(dāng)兩波導(dǎo)相距超過(guò)10pm時(shí)，耦合功率可幾乎為零，由設(shè)計(jì) 工作二中得到波導(dǎo)芯長(zhǎng)寬與模式個(gè)數(shù)的關(guān)系圖可知在單模狀況下取波導(dǎo)芯 a=2 pm比較合適，則最終可得圖彎曲波導(dǎo)隨d變化的歸一優(yōu)功率0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 S