变耦合系数波导耦合器传输及开关特性研究——弧形三波导及非匹配开关特性研究耦合器

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1、上海交通大学硕士学位论文变耦合系数波导耦合器传输及开关特性研究——弧形三波导及非匹配开关特性研究耦合器姓名：吴晋龙申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：李劬20000223变耦合系数波导耦合器传输及开关特性研究弧形三波导及非匹配开关特性研究耦合器摘要本文从波动方程出发导出了描述非线性耦合器的耦合模方程并且给出了在两种常耦合系数情况下方程组的解析解对几种变耦合系数耦合器在线性以及非线性情况下的特性进行了详细的分析对比了几种不同类型耦合系数的非线性开关特性着重分析了高斯型变耦合系数耦合器指出变耦合系数所具有的不同于常耦合系数非线性耦合器的特性及其应用并研究了波导不

2、匹配对耦合器开关特性的影响即非理想效应对器件性能的影响分析了变耦合系数三波导非线性耦合器TCNLDC在线性以及非线性情况下的特性通过对比两波导和三波导耦合器的特性指出三波导特性优于两波导对比了几种不同耦合系数三波导耦合器的特性对非匹配弧形双波导耦合器进行了数值计算结果表明1对于单拍长非匹配弧形双波导耦合器而言从其快慢波导分别输入功率得到的透过率曲线出现了位置差别且均不能完全耦合到另一波导之中去其峰值大小差异较之非匹配平行波导耦合器也明显增大2对于多拍长非匹配弧形双波导耦合器当光从快波导入射时其透过率曲线部分的保留了对称耦合器的特点而从慢波导入射时则几乎不能在波

3、导之间耦合关键词变耦合系数波导耦合器全光开关耦合模理论非匹配ResearchonallopticalswitchbasedonvariablecouplingcoefficientwaveguidecouplerAbstractOpticalcommunicationtechnologyhasbecomeoneoftheindispensabletechnologyinourdailylife.Thedevelopmentofopticalcommunicationtechnologypromotedtheprogressofthecorrespondingd

4、evicesandsubsystems.Theopticalcommunicationtechnologyismovingtowardallopticaloperationandthedevicesandcomponentsthatcanrealizedallopticaloperationbecomethefocusofscientificresearch.Thenonlineardirectionalcoupler(NLDC)hasattractedlotsofattentionbecauseofitsallopticaloperatingpotentia

5、l.Inthispaper,wewillinvestigatetheextensionoftheNLDC—variablecouplingcoefficient(VCC)nonlineardirectionalcouplers,thetheoryandapplicationofthiskindofdeviceswillbeanalyzedsystemicallyandfully.ThecoupledmodeequationsthosedescribetheNLDCarederivedfromwaveequation,analyticsolutionsofthe

6、coupledmodeequationsaregivenfortwospecificcases.SeveralkindsofVCCNLDCs,especiallytheGaussiantypeVCCNLDC,areanalyzedindetailunderlinearandnonlinearoperation.ThenonlinearswitchingcharacteristicsofthesekindsofVCCNLDCsarecompared.ThedifferencebetweencharacteristicsoftheVCCNLDCandthoseof

7、theconstantcouplingcoefficient(CCC)NLDCarepointedoutandthenewapplicationsofthespecificcharacteristicsoftheVCCNLDCarediscussed.Thethreecorenonlineardirectionalcoupler(TCNLDC)areanalyzedonlinearandnonlinearcondition.TheswitchingcharacteristicsoftheTCNLDCaresharperthanthoseoftheirtwinc

8、orecounterparts.The