Y 分支波导工作原理.doc

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1、Y分支波导工作原理Y分支波导结构如图1所示：图1对称Y分支波导特征模在结构的左边仅由一根单模波导组成，它支持一个特征模，其横向场分布为。而在右边，器件由两根相同的单模波导构成，波导间距为S。上、下波导的横向模场分布为：和。如果将右边的波导结构看作一个整体，则它有着被称之为超模的两特征模：对称模和反对称模。当左边有输入场时，其中是输入模场幅度，在分支过渡区的传播可由localnormalmodes理论来分析。对称分布的输入模在分支过渡区将逐渐转化为对称模，由于分支区是对称的，不会激发反对称模，而且由于分支过渡区是缓慢变化的，也不会有对称的辐射模出现。因此，在仔细

2、设计的Y分支波导结构中，转化为对称模的效率是100%，因此，输出模场可写为：。输入光功率为：，同时输出光功率为：。如果两波导间距足够宽，有，则。因此有：。输出光模场可写为：，该式说明输入光功率被Y分支波导等分两输出波导中。当输入光在右边时，输入光可写为：，针对输入为对称模情形，，显然输出模幅度是输入模的，即输出光功率是输入光功率的一半。针对输入模为反对称模情形，对称的Y分支不能将之转化为对称分布，根本不能输出导模，事实上它将转化为反对称的辐射模。因此，在Y分支右端入射一个单输入光，其功率将会损失一半。