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课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 电子0903班

指导教师： 娄 平 工作单位： 信息工程学院

题 目: 非对称平板波导的模式计算 初始条件：

计算机、beamprop软件(或Fullwave软件)

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写

等具体要求）

1、课程设计工作量：2周 2、技术要求：

（1）学习beamprop软件(或Fullwave软件)。 （2）设计非对称平板波导的模式计算

（3）对非对称平板波导的模式计算进行beamprop软件仿真工作。

3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：

2012.6.25做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。

2012.6.25-6.28学习beamprop软件(或Fullwave软件)，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。

2012.6.29-7.5对非对称平板波导的模式计算进行设计仿真工作，完成课设报告

的撰写。

2012.7.6 提交课程设计报告，进行答辩。

指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

目录

目录................................................................................................................................ 2 摘要................................................................................................................................ 1 Abstract .......................................................................................................................... 2 1.绪论............................................................................................................................. 3 2.设计内容及要求......................................................................................................... 4

2.1设计内容.......................................................................................................... 4 2.2设计要求.......................................................................................................... 4 3.非对称平板光波导..................................................................................................... 5

3.1波导简介.......................................................................................................... 5 3.2 非对称光波导的基本结构与模式................................................................. 6 3.3非对称平板光波导的计算.............................................................................. 7 4．Rsoft CAD软件介绍 .............................................................................................. 9

4.1 Rsoft CAD Layout介绍 .................................................................................. 9 4.2 BeamPROP介绍 ........................................................................................ 10 5.非对称波导仿真....................................................................................................... 11

5.1非对称平板波导的绘制................................................................................ 11 5.2 仿真的结果................................................................................................... 14

5.2.1 m=0时仿真结果 ............................................................................. 14 5.2.2 m=1的仿真结果 ............................................................................. 15 5.2.3 m=2的仿真结果 ............................................................................. 16

6 心得体会.................................................................................................................. 17 参考文献...................................................................................................................... 18

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

摘要

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。分为对称与不对称，主要去别在于两边介质的折射率相同或者不相同。

本文介绍的是通过Beamprop软件进行非对称平板波导的仿真，Beamprop是一款实用性非常强的光学应用软件，本文包含了Beamprop软件的介绍、非对称平板波导的模式计算原理以及进行模式计算及仿真。

关键词：非对称平板光波导；Beamprop；模式仿真

武汉理工大学《光电子技术》课程设计说明书

Abstract

the Beam in media transmission, as the medium absorption and scattering and cause loss, because the diffraction and cause divergence, the situation will lead to the strength of the center of beam constantly attenuation. Therefore, it is necessary to design a device, it can lead to the spread of the beam, so that the energy of the beam in horizontal direction is restricted, and make the loss and to minimize noise, the devices are usually called optical waveguide, hereinafter referred to as the waveguide. Divided into symmetrical and asymmetric, mainly on both sides of the medium is to don't refractive index is the same or different.

This paper introduce is through the Beamprop software asymmetric planar wave-guide simulation, Beamprop is a practical very strong optical applications software, this article contains Beamprop software is introduced, asymmetric planar wave-guide model calculation principle and model calculation and simulation.

Keywords: asymmetric plate wa veguide; Beamprop; Model simulation

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1.绪论

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。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。

对光波导特性的分析，应用两种理论，即射线光学理论和波动光学理论。射线光学理论的优点是对平板波导的分析过程简单直观，对某些物理概念能给出直观的物理意义，容易理解。缺点是对于结构复杂的多层波导射线光学理论不便于应用，或只能得出粗糙的结果。一般而言，若想全面、正确地分析各种结构的光波导的模式特性，还必须采用波动理论。

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