第四章光电子学基础.pdf

第四章 光波导技术基础 1 第四章 光波导技术基础  目的与要求 1. 掌握介质光波导的基本作用、结构特点及 工作原理； 2. 掌握平板波导的几何光学分析方法与电磁 理论分析方法，能进行平板光波导的设计 与分析； 3. 掌握光纤的结构特点及其基本分析方法； 4. 掌握光纤的基本传输特性； 2 第四章 光波导技术基础 介质光波导是一种能够将光波限制在其内部或表面附近， 从而引导光波沿确定的路径传播的介质几何结构。 光波导技术研究的就是这一介质几何结构引导光传播的原 理、技术、方法及应用。 纤维光学 学科：导波光学 集成光学 研究对象：波长为0.1-10 m的光波在各种波导 中的传输及相互作用特性 理论基础：电磁场理论与介质的光学特性 工具：几何光学及电磁场理论 3 第四章 光波导技术基础 一.光波导的基本结构及工作原理 二.平板光波导的几何光学分析 三.平板光波导的电磁理论 四.光纤-圆柱介质光波导 五.阶跃光纤的电磁理论 六.光纤的基本传输特性 4 第四章 光波导技术基础 4-1.光波导的基本结构及工作原理 5 第四章 光波导技术基础 4-1-1.光波导基本结构 图4-3. 光的传播路径与介质结构 n2 n1 n2 光线要按以上的传播路径传播，介质结构应具 备什么特征？ 1. n n (至少两种材料） 1 2 2. 芯层（n ）和包层（n ） 1 2 3. 芯层为光传导的主要区域 6 第四章 光波导技术基础 4-1-1.光波导基本结构 图4-4.光波导的基本结构 圆柱形波导 n2 包层(上包层） n1 芯层 n2 衬底(下包层） 基底