电磁场理论与光波导技术课程实验教学大纲

《电磁场理论与光波导技术课程实验教学大纲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《电磁场理论与光波导技术》课程实验教学大纲课程编号：B0402221S课程名称：电磁场理论与光波导技术课内总学时：48实验学时/上机实验学时：6/6实验类别：□通识基础□学科基础■专业基础□专业一、实验课程目的和任务性质：本实验课程是光电工程学院的专业基础课，本实验是《电磁场理论与光波导技术》课内实验。目的和任务：本实验课的目的和任务是要求学生通过上机实验了解和掌握光波导技术的数值计算方法，能够利用相关计算光子学的工具分析设计简单的集成光学器件和光纤；配合学习过的电磁场理论与光波导技术理论课程，加深理解，培养实际应用能力。二、实验内容、学时分配及基本要求序号实

2、验项目名称学时实验内容及要求开出组数每组人数实验类型选做必做备注1简单二维光波导分析与研究1内容：用光束传播法(BPM)研究基本的二维光波导，学习使用基本的CAD工具构建二维波导模型，定义入射光场，路径，数据观测器；研究分析获得的波导数据，改变相关参数，观察研究输出的变化。要求：（1）能够使用光子器件CAD工具；（2）建立光波导模型，光场，路径，数据观测器；（3）能够研究分析对应的光波导特性数据，讨论其物理原理。730综合√上机21内容：730综合√上机4多层结构光波导分析与研究设计一个多层结构的脊型光波导，定义其折射率分布和材料构成；建立路径，激励光场，数据

3、观测器；研究分析其光场分布，特性，模式分布等数据。要求：（1）使用三维光子器件CAD工具建立脊型光波导；（2）建立路径，激励光场，数据观测器；（3）研究该模型的光场输出，模式分布，输出特性；改变参数研究其输出的变化，讨论其物理原理。3波导模式分析1内容：使用迭代数值计算法研究光波导的模式，使用光子器件CAD工具建立二维和三维的条形光波导，研究其模场分布，迭代步长对输出的影响；研究此类模型的光场极化特性。要求：（1）建立二维和三维的光波导模型；（2）利用迭代法研究其模场分布特征；（3）研究其极化特性如何随着波导参数变化，讨论其物理原理。730综合√上机4单模光纤

4、设计和特性研究1内容：设计一种单模光纤，研究其色散特性，截止波长，模场分布；分析其极化模，极化模色散等光纤特性；结合光纤的物理原理讨论仿真结果。要求：730综合√上机4（1）定义单模光纤的折射率分布，材料，材料色散特性;（2）分析研究其截止波长，模场分布，色散特性，极化模特性；（3）改变各种参数，根据光纤的基本物理原理讨论其特性的变化。5色散位移光纤设计和分析1内容：查阅资料，定义色散位移光纤的折射率分布，给出零色散位置；结合零色散抵消原理研究其结果随参数的变化，对某一零色散位置进行光纤参数的优化设计。要求：（1）定义色散位移光纤的折射率分布，材料，色散特性；

5、（2）改变光纤参数研究其色散特性的变化，确定零色散位置；（3）对零色散位置进行光纤参数的优化设计。730综合√上机6色散平坦光纤分析与设计1内容：根据色散平坦光纤的物理原理设计一种色散平坦光纤，确定其折射率分布，材料，材料色散；研究其色散，模式分布，偏振等特性。730综合√上机4要求：（1）定义色散平坦光纤结构，折射率分布，材料，材料色散。（2）结合色散平坦的原理，研究其色散随光纤参数的变化。（3）研究这种光纤的模式分布，偏振等特性。三、考核及实验报告（一）考核根据学生平时的上机出勤情况、为上机所作的准备情况、上机时的表现、课题完成情况、验收答辩时的表现、报告

6、的完成情况等综合打分，课内实验成绩占本课程成绩的20%。（二）实验报告实验报告的内容：实验名称、实验目的、实验任务、实验内容、实验结果描述等实验报告的要求：实验报告以电子版的方式递交，实验报告要求包括：实验的目的、实验任务、实验内容以及实验结果等。四、主要仪器设备硬件：实验室微机软件：Optifiber，Beampro等五、教材及参考书教材王家礼，朱满座，路宏敏，《电磁场与电磁波》，西安：西安电子科技大学出版社，2009参考书【1】陈福深，杨拥军．集成光学器件导论．北京：机械工业出版社，2009【2】李玉权，崔敏编．光波导理论与技术．北京：人民邮电出版社，20

7、02【3】Optiwave，RSoftDesignGroup.公司技术文档。六、说明无执笔人：倪新建审核人：实验院长：4