離子交換波導的研究.pdf

1、漸變折射率光波導是光通信和集成光電子學領(lǐng)域的關(guān)鍵元件之一已獲得愈來愈廣泛的應用。目前，已有多種成熟的工藝技術(shù)，特別是離子交換技術(shù)，可以制備低損耗的漸變型折射率波導。波導的模式特征以及光波的傳輸特性均由其折射率的分布情況所決定，確定漸變型光波導的折射率分布也對其制備有著重要的指導意義。因此，精確確定漸變型光波導的折射率分布已成為一個十分重要的課題?，F(xiàn)今已有多種方法用于解決這一問題，例如：橢偏儀法、逆WKB法(IWKB)以及干涉法等等。由于

2、IWKB方法有明確的物理意義，簡單的計算過程，已廣泛的應用于擬合離子交換等漸變折射率波導折射率分布當中。但是WKB方法是一種近似的方法，他的計算精度與所計算波導的折射率分布類型密切相關(guān)，對緩慢變化的折射率分布精確度較高，而對變化較快的折射率分布，其結(jié)果誤差較大。這一缺陷同樣存在IWKB方法中。本文運用逆分析轉(zhuǎn)移矩陣(IATM)方法來確定漸變型波導的折射率分布，由于此方法基于的是精確的分析轉(zhuǎn)移矩陣方法(ATM)，因此，本方法能克服IWKB

3、方法中固有的缺陷。文中利用該方法計算了幾種典型的折射率分布，結(jié)果表明IATM方法大大優(yōu)于IWKB方法。 在確定折射率分布過程中，表面折射率的確定是十分關(guān)鍵的，它直接影響著整個折射率的分布輪廓，而在實際計算過程中，一般都是通過一些數(shù)學方法來確定。這些方法缺乏足夠的物理依據(jù)。本文提出了利用等離子表面波來確定漸變型波導的表面折射率，本方法對于確定表面折射率，比用數(shù)學外推法得到的結(jié)果更合理，更精確。通過表面折射率的測定，也為精確確定波導