金屬方形波導和正三角形波導的自成像特性分析.pdf

1、研究光在波導中的傳播及其應用的學科——導波光學，己成為光信息科學與技術(shù)的基礎(chǔ)，同時也是光纖傳輸?shù)幕纠碚摚笇е饫w技術(shù)的前進，對光通信技術(shù)的進步乃至光纖網(wǎng)絡的發(fā)展都起著至關(guān)重要的作用。近年來國內(nèi)外學者對光波導進行了大量的研究，提出了許多研究方法，得到了很多寶貴的結(jié)論，其中重要的應用之一就是分束和自成像。本文在此基礎(chǔ)上通過理論推導和數(shù)值模擬首先討論了方形波導的分束、自成像以及圖像傳輸問題；然后對一種新型波導——正三角形波導的分束、自成

2、像及圖像傳輸問題進行了討論。得到的主要結(jié)果有： (1)通過對方形波導自成像的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)該波導可成Ⅳ×Ⅳ個自成像，同時還得到在方形波導二分之一自成像周期截面上具有光束移位(即反像)的特性；然后根據(jù)C.Y.Wu等人研究方形波導圖像傳輸特性的思路，將其討論過程中復雜的傅立葉積分省略，得到相同的圖像傳輸結(jié)果，并為正三角形波導的圖像傳輸提供一種新的思路。 (2)從理論上分析與探討了正三角形波導任意截面上光場分布表達式；然后根據(jù)

3、光場表達式中的相位因子項推導出其自成像周期。 為更清楚的了解正三角形波導的自成像特性，首先通過復雜的數(shù)學運算得到平面波入射情況下光場分布表達式中三個系數(shù)的解析結(jié)果，然后借助數(shù)值方法模擬其結(jié)果。 進一步討論了非平面波(基模高斯光束)入射的情況，此情況下的三個系數(shù)得不到解析結(jié)果，可以通過二維振蕩函數(shù)數(shù)值積分計算得到。結(jié)果發(fā)現(xiàn)正三角形波導在三分之一自成像周期截面上具有分束特性，而且是分為三束；九分之一自成像周期截面上的分束特性