全矢量有限元模型及其在光波导和光子晶体光纤中的应用

全矢量有限元模型及其在光波导和光子晶体光纤中的应用

为了研究光波导和光子晶体光纤的模式特性和传输特性,从矢量波动方程出发,推导出了各向异性介质中场微分方程复数泛函表达式,利用棱边/节点混合元离散了该泛函,加入了各向异性介质匹配层边界条件,得到关于传播常量的广义特征值方程.以矩形波导为例,对各向异性介质匹配层边界条件的吸收特性进行了研究,得到了基模以及几个高阶模的场分布、色散曲线和损耗曲线.结果表明该方法可靠有效.对正六边形晶格光子晶体光纤进行了分析.数据表明:光纤有效折射率随空气孔直径或波长的增大而减小,但与空气孔圈数无关;光纤限制损耗(confinement loss)随波长增大近似成指数增大,而增加空气孔直径或者空气孔圈数则可使之显著降低.

作 者： 张方迪 刘小毅 张民 叶培大 ZHANG Fang-di LIU Xiao-yi ZHANG Min YE Pei-da   作者单位： 北京邮电大学,电信工程学院光通信与光波技术教育部重点实验室,北京,100876  刊 名： 光子学报  ISTIC PKU 英文刊名： ACTA PHOTONICA SINICA  年，卷(期)： 2007 36(2)  分类号： O242.21 TN252  关键词： 有限元   光波导   完全匹配介质层   光子晶体光纤  

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