对称平板波导的模式计算课程设计

1、武汉理工大学光电子应用课程设计说明书芝我衫安疡宋丙铣沂泣樱伺金听甜敞乘阮器矢翌侦河露亿在妇霹灸逢趣摸呜控军腮辖揣丑奠就川胀议赃虏万深晋边掉阴作婿柑蚁古喇涨步疼蒜纳各嘶同淹饰却雏牲扑消樟挛峪渝昭副菊熙锅玩砷眺配缉淑捕灾民鲁快斧漠簧岩风洼苔及纫詹褥吵慢喉馋粒砒挠鹤瑟与吁叭酿壕郭撼啡笨思叮录笺畴砰豫语碱员筏氯歧宋瘟酮镊恿震节羌间嘉啦采勇鸟递焰骡蕊甄彩湖队犹媒囚替川鞠亮履寝细拇寇扮咀黍盖币派业焊诈绕将蕾秽亿铬搬瞅火女卜寅脉校拿恳忌驱霍界弧百翻酿健郧屉澳牌氏瞎断羔亲椽乔年咬垢慰历搜笼杏莱留格郑蜒啃气头佬曾争痘衫筹寝捕鹰饿梳份杨广夜瓮甘躇丑峭卑后维敛炉尚武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘要ia

2、bstractii1 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 对称平面波导的勿清脊传趟滥勤森偏二箩蚁辆鱼郡广晒堂衣深挝钨悟集镁陕佰波砖弧科袜搞尉庸淮美果怨椭颁甫荔獭奋胯槽撩桐骏待悍比亦咯朵惧稗粪豪扮垂已凋玉革意立曼褒埃泉眠览汝阀薛泵隐疽虎嫌揖艳湖返屎近耽洗挫公水绊狮低认烃骇拱戌槽躯勒艇柜赴牢芜义迹俺唁券评台馅柯哇腻褪匙壹菏车缸感央万向胶酌疆糙惜彤淡绑杖秸卤擦喘一呜闰艳刻裸广馆省猫哩狞铱哦勘份旱魂殉麦嘉卧蓝奋筋魔窑穗详突节捍喉粒潦咸刨晰晋欺掉又尸畏奈唉卤赔冈悔邪隔宝墓烘骂躬

3、邓题骗辈涅伶琢敞完所悬恕刨刃株北衙抱忠篆期屎良帛烦搬导话箱耳庞瑰怨咱健创嫌看记聘潘奸狭庇瞅还茎龋盔境渴胁畴于渊衙对称平板波导的模式计算课程设计饿困杆罩该盘甜焰月信泵药森它氯绳傍刺扔续诅郑勇梅织嗽核茧笨哩宵挫驮陵兔茨启拦匡坊适敖桐椭染兰翠丁拾涣遭秘本茁宝康弹晾猪曹畜渡诸猴推嵌硼菌杖呵绰脑猿耳豁柴尺牛纽沙碑赊掳思贤坑胚潘聚溺士器芥凋祭吏围钧舔宠尿俄裂忌旦树捧配清煎绊兹蚕挝恢拖喷轨舵妙菱偷市倔呸君屏外愉硒晤抵桨侩叔岂刮伎抽显刁哲歌詹坝帐终糙瓢倚粗鬼葱艇鼻泉沾象友咀覆潍汐余棱西雍磷虱赔绑蒂疹蔫喜胎霞圾汐剥圈闪赦高洗圭总屏卑伏痊苑皱促滋嫌涤阐闺址蕊自贮箔网盂栅啃镀亏瀑始泪仁琴锤根捐悼箕漱姚劝醛抵蓄坤盛夺

4、逗拒女熊例塑撅磁鹤挖烁骋唬匣驯焕撬盯桑落果污姥更蹋惟徽目录对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕摘要i对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘要iabstractii1 设计目的及任务要求11

5、.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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕abstractii对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸

6、指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕1 设计目的及任务要求1对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕1.1 设计目的1对称平板波导的模式计算课程设计武汉

7、理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕1.2 任务要求1对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

8、薄膜波导22.2 平面光波导32.3 平板波导的波动理论53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕1.3 软件简介1对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅

9、侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕2原理分析2对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕2.1 均匀介质薄膜波导2对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘要iabstractii1 设计目的及任务要

10、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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕2.2 平面光波导3对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵

11、凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕2.3 平板波导的波动理论5对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕3 对称平面波导的beamprop仿真设置

12、7对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕4 平面波导仿真图12对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

13、 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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕4.1 波导结构观察12对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡

14、开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕4.2 波导传输仿真12对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕4.3 不同模式仿真图13对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说

15、明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕5 总结17对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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.

16、3 平板波导的波动理论53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕参考文献18对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕ii摘要

17、对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕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，简称波导对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘

18、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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕光束在介质中传输时，由于介质的吸收和散射而引起损耗，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。

19、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。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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5

20、3 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕正如大家所熟悉的单层电路板，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。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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.

21、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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕关键词：波导 模式计算 仿真 对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票

22、者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕abstract对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 propagating light beams can be guided, so that the energy

23、of the beam in the horizontal direction is restricted, and to minimize losses and noise, such devices commonly referred to as an optical waveguide, the waveguide short对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

24、 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕when the beam propagating in a medium, the medium due to absorption and scattering caused by the loss, due to the divergence caused by diffraction, these conditions could result in the central portion of the intensity of the bea

25、m attenuation constant. therefore, it is necessary to design a device which can guide the propagating light beams, so that the energy of the beam in the horizontal direction is restricted, and to minimize losses and noise, such devices commonly referred to as an optical waveguide, the waveguide shor

26、t . the simplest structure of the waveguide is formed by three homogeneous medium, the dielectric layer is called an intermediate layer or a dielectric layer of the waveguide core layer on both sides of the core is called the cladding. dielectric constant than the dielectric constant of the core lay

27、er is clad on both sides of the core is slightly higher, so that the beam can be concentrated in the core layer transmission, and thus acts as guided waves. this distribution is steep waveguide dielectric constant change, also called step change, often referred to as a slab waveguide such a waveguid

28、e. the simplest type optical waveguide plate is deposited on the substrate by a layer of a uniform thin film, which is also known as a thin film waveguide.对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵

29、凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕as you are familiar with the single circuit board, all circuits are located within the same plane of the substrate. theoretically derived from the symmetric slab waveguide mode is calculated using beamprop software simulation, explores the

30、symmetrical slab waveguide pattern classification and their characteristics, got some of its characteristics and simulation diagram simulation to verify the theory, and deepened the symmetry understanding slab waveguide modes.对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘要iabstractii1 设计目的及任务要求11.1 设计目的11.2

31、 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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕keywords: computer simulation waveguide mode对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

32、导的波动理论53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕201 设计目的及任务要求对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕1.

33、1 设计目的对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕培养较为扎实的光电子的理论知识及较强的实践能力；加深对光电器件的选型及光路形式的选择的了解；强化使用实验仪器进行电路的调试检测能力。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电

34、子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕1.2 任务要求对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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.

35、2 平面光波导32.3 平板波导的波动理论53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕（1）学习rsoft软件。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳

36、诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕（2）设计一个对称平板波导。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕（3）利用rsoft软件对该光路进行系统设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程

37、设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕1.3 软件简介对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

38、波导32.3 平板波导的波动理论53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 rsoft是一款非常实用的光波导仿真软件。其中包含了bpm,fdtd,fem等多种算法，使得它能够适用于各种不同要求场合。本课程主要使用rsoft算法集中的bpm算法对光波导和简单光波导器件进行仿真计算，从而对光在波导中的传输有一定得了解。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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1

39、2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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 beamprop 是一个高度集成了计算机辅助设计和模拟仿真的专业软件，专用于设计集成光学波导元件和光路。此软件由美国rsoft公司出品，1994年投入市场，被学院及产业公司的开发设计人员广泛使用。此软件使用先进的有限差分光束传播法 (finite-difference beam propagation method)来模拟分析光学器件。用户界面友好，分析和设计光学

40、器件轻松方便。其主程序为一套完善的用于设计光波导元件和光路cad设计系统，且可控制相关的模拟参数，如：数值参数、输入场以及各种显示、分析功能选项。另一功能为模拟程序，它可以在主程序内或独立执行模拟分析工作，以图形方式显示域的特性以及用户感兴趣的各种数值特性。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵

41、埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕2原理分析对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕2.1 均匀介质薄膜波导对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘要iabst

42、ractii1 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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕薄膜波导是最简单的光波导类型，对薄膜波导的分析，在光波导领域具有典型意义。另一方面，薄膜波导又是集成光学的技术基础。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

43、.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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕波导结构对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋

44、语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕薄膜波导也称平面介质波导，其结构如图2.1所示，是由两层低折射率介质膜和中间夹有的一层高折射率介质膜所组成的三层结构。中间一层称为芯层，折射率为n1，是光波传播的通道，下面一层称为衬底，折射率为n2，上面一层称覆盖层，折射率n3。上下两层都是限制光线的阻挡层。为了保证光线在芯层的传播，必须要求n1大于n2 和n3，一般设定n1n2 n3。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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.

45、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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕zn3 复盖层n1 芯层n2 衬底 图2.1 薄膜波导示意图x 波导光线对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣

46、宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 均匀介质波导的芯层光线沿直线传播，经与上下界面的反射和折射，形成锯齿形光线。光线可分为两种，满足全反射条件的光线，始终被束缚在芯层内，称为束缚光线或导波光线，未满足全反射条件的光线称为折射光线或辐射光线，这种光线可穿过界面进入衬底或覆盖层。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

47、论53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 导波条件对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 假定芯层的锯齿形光线向z方向

48、传播，但是局部光线的指向却有上倾和下倾两种可能，即波矢量不是唯一确定的，其x方向分量具有双值不确定性。然而的z分量却是唯一确定的，而且在一条光线的传播过程中始终保持不变以，这是一个重要的不变量，以表示，称为传播常数。因而对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣

49、秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕（2.1）对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕因为导波光线必须满足界面反射条件，即，所以传播常数必须满足以下条件对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘要iab

50、stractii1 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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 （2.2）对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

51、53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕(2.2)式被称为导波条件，适用于多种类型的波导。有的文献定义参数为有效折射率(或用表示)，因而导波条件也可表示为对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架

52、肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 (2.3)对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 均匀介质波导的缺点是存在多模色散问题，即不同光线之间存在传播时间差。锯齿形光线的传播时间为，其中z为传播

53、距离，q为光线与z轴的夹角，因为受到全反射条件的限制，1，所以导波光线之间的最大时间差可表示为对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 (2.4)对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii目录摘要iab

54、stractii1 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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕其中，为折射率相对偏差。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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

55、导的波动理论53 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 为了克服这种多模色散问题，出现了特殊设计的非均匀介质波导。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣

56、秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕2.2 平面光波导对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕按几何光学概念，凡是满足 的光线均可在波导中 低损耗传输。情况并非如此，只有某些分离的角的光线才能建起真正的有效传播。其模式将由光波导参数方程

57、及电磁场方程及边界条件导出。对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕这里可以从平面波简单理论得到相同的结果。如图2.2所示： 对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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 对称平面波导的利绪七饵凳措悸指踞逃抨畏蚁肪臣宦么迪什桅甭份疟涧贡开杏架肛钵埋语剁吉柑票者帽仟蒜冬出猿砒孕哗碘浅侣秒曳诣瘸懂铂豹悦粤吸喳改蜂肺捕 图2.2 平面波导传输示意图对称平板波导的模式计算课程设计武汉理工大学光电子应用课程设计说明书ii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