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1、武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书目录摘要IAbstractII1设计目的及任务要求11.1设计目的11.2任务要求11.3软件简介12原理分析22.1均匀介质薄膜波导22.2平面光波导32.3平板波导的波动理论53对称平面波导的BeamPROP仿真设置74平面波导仿真图124.1波导结构观察124.2波导传输仿真124.3不同模式仿真图135总结17参考文献18II武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书摘要能够引导光束的传播，从而使光束的能量在横的方向上受到限制，并使损耗和噪声降到最小，这种器件通常称为光波导，简称波导光束在介质中传输时，由于介质的吸收和散射而引
2、起损耗，由于绕射而引起发散，这些情况都会导致光束中心部分的强度不断地衰减。因此，有必要设计制作某种器件，它能够引导光束的传播，从而使光束的能量在横的方向上受到限制，并使损耗和噪声降到最小，这种器件通常称为光波导，简称波导。结构最简单的波导是由三层均匀介质组成的，中间的介质层称为波导层或芯层，芯两侧的介质层称为包层。芯层的介电常数比芯两侧包层的介电常数稍高，使得光束能够集中在芯层中传输，因而起到导波的作用。这种波导的介电常数分布是陡变的，也称为阶梯变化的，常称这种波导为平板波导。最简单的平板型光波导是由沉积在衬底上的一层均匀薄膜构成，因而又叫做薄膜波导。正如大家所熟悉的单层
3、电路板，所有电路都位于基板的一个平面内一样。本文从理论上推导了对称平板波导的模式计算,利用BeamPROP软件仿真，探究了对称平板波导的模式分类及各自特点，得到了其仿真特性和一些仿真图，验证了相关理论，并且加深了对对称平板波导的模式的理解。关键词：波导模式计算仿真18武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书AbstractPropagatinglightbeamscanbeguided,sothattheenergyofthebeaminthehorizontaldirectionisrestricted,andtominimizelossesandnoise,suchd
4、evicescommonlyreferredtoasanopticalwaveguide,thewaveguideshortWhenthebeampropagatinginamedium,themediumduetoabsorptionandscatteringcausedbytheloss,duetothedivergencecausedbydiffraction,theseconditionscouldresultinthecentralportionoftheintensityofthebeamattenuationconstant.Therefore,itisne
5、cessarytodesignadevicewhichcanguidethepropagatinglightbeams,sothattheenergyofthebeaminthehorizontaldirectionisrestricted,andtominimizelossesandnoise,suchdevicescommonlyreferredtoasanopticalwaveguide,thewaveguideshort.Thesimpleststructureofthewaveguideisformedbythreehomogeneousmedium,thedi
6、electriclayeriscalledanintermediatelayeroradielectriclayerofthewaveguidecorelayeronbothsidesofthecoreiscalledthecladding.Dielectricconstantthanthedielectricconstantofthecorelayeriscladonbothsidesofthecoreisslightlyhigher,sothatthebeamcanbeconcentratedinthecorelayertransmission,andthusacts
7、asguidedwaves.Thisdistributionissteepwaveguidedielectricconstantchange,alsocalledstepchange,oftenreferredtoasaslabwaveguidesuchawaveguide.Thesimplesttypeopticalwaveguideplateisdepositedonthesubstratebyalayerofauniformthinfilm,whichisalsoknownasathinfilmwaveguide.Asy
