集成光学python

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1、集成光学主讲人：刘柳liuliuliu@scnu.edu.cnIntegratedPhotonics1特征模的展开任意电场分布的光波入射如何转变成波导的模式（导模+辐射模）？处理方法：将任意电场分布展开，分解成不同模式的电磁场分布。数学上用正交函数展开，如傅立叶级数等，称之为特征模展开；各导波模以相应阶数模的传播常数传播；随着光的传播，不同模之间的相位差将发生变化，导致导波模叠加以后的电磁场分布也随着传播过程而变化，光束像蛇一样反复蠕动前进。3耦合效率标准光纤和波导在端面耦合时模式失配损耗是插入损耗的主要因素利用光纤和波导模场的重叠积分可以得到两者

2、耦合时的损耗改变波导的几何尺寸，从而改变波导的模场分布，可以使波导的模场和光纤的模场达到较好的耦合特征模展开的系数功率耦合效率无损传输理想耦合偶对称模奇对称模超模理论超模理论（Supermode）当在输入端z=0处，由波导#1输入光波，在这一点会激励起电场振幅相等，相位相同的偶对称模和奇对称模。随着这两种模在耦合区域的传播，两个模之间产生相位差(βe-βo)z。其相位差为π时的传输距离为：Lπ=π/(βe-βo)实践课一PythonandCAMFR主讲人：刘柳liuliuliu@scnu.edu.cn7http://coer.scnu.edu.cn

3、/liucourse/CAMFRCAMFR(CAvityModellingFRamework)isafast,flexible,friendlyfull-vectorialMaxwellsolver.Itsmainfocusisonapplicationsinthefieldofnanophotonics,likewavelength-scalemicrostructures(likephotoniccrystaldevices)lasers(likevertical-cavitysurface-emittinglasers)light-emitt

4、ingdiodes(likeresonant-cavityLEDs)Itisbasedonacombinationofeigenmodeexpansionandadvancedboundaryconditionslikeperfectlymatchedlayers(PML).8http://camfr.sourceforge.netCAMFRCAMFRcanbeusedtocalculatethescatteringmatrixofastructurethefieldinsideastructure,foranygivenexcitationban

5、ddiagramsofaninfiniteperiodicstructurethresholdmaterialgainandresonancewavelengthoflasermodestheresponsetoacurrentsourceinanarbitrarycavitystructuresterminatedbyasemi-infiniterepetitionofanotherstructureThisfunctionalityiscurrentlyavailablefortwotypesofgeometries:2DCartesianst

6、ructures3Dcylindricalsymmetricstructures9CAMFR102DCartesianstructures3DcylindricalsymmetricstructuresBasicstructures(Slab):CAMFR11Simulatefinalstructures(Stack):StackconsistsofseveralslabsconnectedinsequenceSlab1Slab2SlabNEachinterfacewastreatedwithaserialofmodetransmissionand

7、reflectioncoefficientsEachslabhasnmodesIntheslabeachmodepropagateswithitspropagationconstantwithoutcouplingEachinterfacehasn*n*2*2coefficientsTRBriefHistoryofPythonInventedintheNetherlands,early90sbyGuidovanRossumOpensourcedfromthebeginning,man-agedbyPythonSoftwareFoundationCo

8、nsideredascriptinglanguage,butismuchmoreScalable,objectorient