非對稱平板波導色散曲線求解(附matlab程序)要點

光波導理論與技術第一次作業

題 目： 非對稱平板波導設計

姓 名： 王燕

學 號： 201321010126

指導老師： 陳開鑫

完成日期： 2014 年 03 月 10 日

一、題目

根據以下的平板光波導折射率數據：

作出不同波導芯層厚度()對應的模式與模式的色散圖；

給出滿足單模與雙模傳輸的波導厚度范圍；

確定包層所需的最小厚度與的值。

步驟

依題意知，平板波導參數為：，，；，，。其中分別代表芯心、上包層、下包層相對于光波的折射率。

在實際應用中，平板波導的有效折射率必須才能起到導光的作用。經過推導，非對稱平板波導的色散方程為：

(模)

(模)

非對稱平板波導光波模式截止時對應的芯層厚度為：

(模)

(模)

非對稱平板波導上下包層的最小透射深度為：

(上包層)

(下包層)

其中、取、中按上述公式計算出來的結果中的最大值。

由以上分析建立腳本m文件PlanarWaveguide.m與函數m文件DispersionFun.m及MinDepthFun.m如下：

PlanarWaveguide.m腳本文件：

close all;

clear all;

clc;

NTE = linspace(1.510,1.537,1000);

NTM = linspace(1.5095,1.530,1000);

for m = 0:3

[hTE,hTM] = DispersionFun(NTE,NTM,m);

plot(hTE,NTE,'r',hTM,NTM,'b');

hold on;

end;

axis([0,15,1.5090,1.538]);

xlabel('h/μm');

ylabel('N');

title('非對稱平板波導色散曲線');

legend('TE','TM',4);

grid on;

gtext('m=0');gtext('m=1');gtext('m=2');gtext('m=3');

zoom on;

clc;

NTE = 1.510;

NTM = 1.5095;

[hTEc0,hTMc0] = DispersionFun(NTE,NTM,0)

[hTEc1,hTMc1] = DispersionFun(NTE,NTM,1)

[hTEc2,hTMc2] = DispersionFun(NTE,NTM,2)

[aMin,bMin] = MinDepthFun()

DispersionFun.m函數文件：

function [hTE,hTM] = DispersionFun(NTE,NTM,m)

lambda = 1.55e-6;

k0 = 2*pi/lambda;

n1TE = 1.537;

n2TE = 1.510;

n3TE = 1.444;

n1TM = 1.530;

n2TM = 1.5095;

n3TM = 1.444;

hTE = 1e6*((m*pi+atan(sqrt((NTE.^2-n2TE^2)./(n1TE^2-NTE.^2)))...

+atan(sqrt((NTE.^2-n3TE^2)./(n1TE^2-NTE.^2))))./(k0*sqrt(n1TE^2-NTE.^2)));

hTM = 1e6*((m*pi+atan(sqrt((n1TM^2*(NTM.^2-n2TM^2))./(n2TM^2*(n1TM^2-NTM.^2))))...

+atan(sqrt((n1TM^2*(NTM.^2-n3TM^2))./(n3TM^2*(n1TM^2-NTM.^2)))))./(k0*sqrt(n1TM^2-NTM.^2)));

MinDepthFun.m函數文件：

function [aMin,bMin] = MinDepthFun()

lambda = 1.55e-6;

k0 = 2*pi/lambda;

n1TE = 1.537;

n2TE = 1.510;

n3TE = 1.444;

n1TM = 1.530;

n2TM = 1.5095;

n3TM = 1.444;

aMinTE = 1e6/(k0*sqrt((n1TE^2-n2TE^2)));

aMinTM = 1e6/(k0*sqrt((n1T

總結

以上是生活随笔為你收集整理的平板波导 matlab,非对称平板波导色散曲线求解(附matlab程序).doc的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。