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阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率

刘志明,  陈坤峰,  高业胜,  史学舜,  简水生

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刘志明, 陈坤峰, 高业胜, 史学舜, 简水生. 阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2146-2149.
引用本文: 刘志明, 陈坤峰, 高业胜, 史学舜, 简水生. 阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2146-2149.
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Liu Zhiming, Chen Kunfeng, Gao Yesheng, Shi Xuesun, Jian Shuisheng. Determination problem of mode effective refractive index in the free propagation region of AWG[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(8): 2146-2149.
Citation: Liu Zhiming, Chen Kunfeng, Gao Yesheng, Shi Xuesun, Jian Shuisheng. Determination problem of mode effective refractive index in the free propagation region of AWG[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(8): 2146-2149.
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阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率

  • 1.

    电子测试技术重点实验室,山东 青岛 266555;

  • 2.

    中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东 青岛 266555;

  • 3.

    北京交通大学 光波技术研究所,北京 100044

基金项目: 

国家重点基础研究发展计划（2010CB328206）;国家高技术研究发展计划（2008AA01Z15）;国家自然科学基金（60771008）;重点实验室基金（9140C1203021106，9140C120301130C12051）

详细信息
    作者简介:

    刘志明（1982-），男，博士，主要从事应用于下一代光网络的新型特种光纤及其相关器件方面的研究。Email：lzmskyweilai@163.com

  • 中图分类号: TN929.11

Determination problem of mode effective refractive index in the free propagation region of AWG

  • 1.

    Science and Technology on Electronic Test & Measurement Laboratory,Qingdao 266555,China;

  • 2.

    The 41st Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Qingdao 266555,China;

  • 3.

    Institute of Lightwave Technology,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China

  • 摘要: 针对阵列波导光栅设计中自由传播区模式有效折射率的确定问题，提出了一种采用加权等效模式折射率作为自由传播区模式有效折射率的方法。通过引入慢变包络近似条件并采用吸收边界条件的一阶Galerkin有限元法，给出了阵列波导光栅自由传播区仅含有磁场分量的全矢量波动方程组。在此基础上，基于三维全矢量束传播法对自由传播区光场进行了模式分析，并结合导模传输分析法，推导给出了加权等效模式折射率的表达式，为阵列波导光栅设计中自由传播区模式折射率的确定提供了一个理论依据。
    Abstract: Considering the determination of mode effective refractive index in the free propagation region of AWG, a new method using weighted equivalent mode refractive index as the mode effective refractive index in the free propagation region was proposed. The vector wave equation of magnetic field in the free propagation region of AWG was demonstrated using Galerkin finite element method with absorbing boundary condition under the slowly-vary-envelope approximation. On this basis, the mode of free propagation region was analyzed based on 3D full-vector beam propagation method, and the equation of weighted equivalent mode refractive index was deduced with guided-mode propagation analysis method. This method provides a useful theoretical tool for the determination of mode effective refractive index in the free propagation region of AWG.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-10
  • 修回日期:  2013-01-08
  • 刊出日期:  2013-08-25

阵列波导光栅中自由传播区模式的有效折射率

  • 1. 电子测试技术重点实验室,山东 青岛 266555;
  • 2. 中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东 青岛 266555;
  • 3. 北京交通大学 光波技术研究所,北京 100044
    • 作者简介:

    刘志明（1982-），男，博士，主要从事应用于下一代光网络的新型特种光纤及其相关器件方面的研究。Email：lzmskyweilai@163.com

  • 收稿日期: 2012-12-10
  • 修回日期: 2013-01-08
  • 刊出日期: 2013-08-25
基金项目:

国家重点基础研究发展计划（2010CB328206）;国家高技术研究发展计划（2008AA01Z15）;国家自然科学基金（60771008）;重点实验室基金（9140C1203021106，9140C120301130C12051）

  • 中图分类号: TN929.11

摘要: 针对阵列波导光栅设计中自由传播区模式有效折射率的确定问题，提出了一种采用加权等效模式折射率作为自由传播区模式有效折射率的方法。通过引入慢变包络近似条件并采用吸收边界条件的一阶Galerkin有限元法，给出了阵列波导光栅自由传播区仅含有磁场分量的全矢量波动方程组。在此基础上，基于三维全矢量束传播法对自由传播区光场进行了模式分析，并结合导模传输分析法，推导给出了加权等效模式折射率的表达式，为阵列波导光栅设计中自由传播区模式折射率的确定提供了一个理论依据。

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