直波导与弯曲波导耦合功率计算(1)

1、设计工作三工作波长A - 1550 nmTE氛式的曲肘率：= LSI SO 町 15001)如上图所示.定向耦合器由完全相同的肚波导与弯曲波导构成.波导 苦为宛岛比相同(均为小的正方形苴工作波长，波导材料对TE 橫式的折射率，及61弧形弯曲波导的半径F等參数如图所示，若液长 为1550 ng 归化比功率为上的光波从自注导输入”诫选拯适当的 満足单模匸作的波导宽度心然后给出比圆形弯曲波导输出的归 化 光功率A与两波导边缘的间距/之间的关系图.clear alln1=1.5150; n2=1.5000; n3=n2; n4=n2;n 5=n2;R=5000;a=2;k0=2*pi/1.55;F=(

2、x)(x(1)*a-ata n( sqrt(k0* n1F2-(k0* n2)T- x(1F2)./x(1)-ata n( sqrt(k0* n1F2-(k0* n4)T- x(1)A2)./x(1);x( 2)*a-ata n(sqrt( n1/n3F2*sqrt(k0* n1F2-(k0* n32-x (2) A2)/x (2) )-ata n( n1/n3F2*sqrt(k0* n12-(k0* n5F2-x(2)A2)./x (2);tmp=fsolve(F,0 5);kx=tmp(1);delta=( nM2-门2八2)/(2* nM2);V=k0*a*sqrt( nM2-门2八2)

3、;ax=sqrt(k0A2*( nM2-门2八2)-収八2);d=0.1:0.1:15;A0=1;B0=0;for z=-316:0.1:316l=le ngth(z);D=5000-sqrt(5000A2-zA2)+d+a; k=(sqrt(2*delta)*(kx*a)A2*(ax*a)A2*exp(-ax*(D-2*a)/(a*(1+ax*a)*VA3);A=A0.*cos(k*0.1)-1i*B0.*sin(k*0.1);%? ?0.1?电?Xe ?B=-1i*A0.*si n(k*0.1)+B0.*cos(k*0.1);A0=A;B0=B;endPb(:,1)=(abs(B0)A2;

4、figureplot(d,Pb)axis(0.1 10 0 1);set(gca, XTick ,(0:0.5:10);%ee ?o a?e ?X ?e ? i ?etitle( i ?u 2卩？?d?1 eo ?一 1|? exlabel( d(| i m);ylabel( P);计算矩形波导与弯曲波导的耦合光功率，利用微元法将弯曲波导看成是很多 段小的矩形波导相加起来，则由同相耦合器的公式? ?A(z) = cos(qz) + j?歹n(qz)A(0)- j?sin(?0)?7? ?B(z)= cos(qz)- -sin(qz) B(0)-貯n(?0)?因为两波导传播常数相同，所以？?= 0，q= ?两矩形波导的耦合系数由下面给出?= ?(?2(? ?-2?)-(?+ 1)?32?= ? V2?= ni 2n2 ,?= k0(n2 - n2)-2山而k?可由玛卡蒂尼近似万法求出。在近似时，由于当两波导相距超过 10 urn时，耦合功率可几乎为零，由设计 工作二中得到波导芯长宽与模式个数的关系图可知在单模状况下取波导芯 a=2 ym比较合适，则最终可