光波导技术

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光波导是指由光透明介质(如石英玻璃)构成的传输光频电磁波的导行结构。光波导的传输原理是在不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播。      现代应用的光频的波长介于0.8～1.6微米之间。实用光波导有光导纤维、薄膜波导、带状波导3类。光导纤维的一个传输特性是衰减很小、频带很宽、抗电磁 干扰，主要用于通信；光导纤维的另一传输特性是对外界的温度和压力等因素敏感，因而可制成光导纤维传感器，用于测量温度、压力、声场等物理量。薄膜波导与 带状波导主要用于制作有源和无源的光波导元件，如激光器、调制器和光耦合器等。它们采用半导体薄膜工艺，适合于制成平面结构的集成光路(即光集成部件)。由光透明介质(如石英玻璃)构成的传输光频电磁波的导行结构。光波导的传输原理是在不同折射率的介质分界面上，电磁波的全反射现象使光波局限在波导及其周围有限区域内传播。现代应用的光频的波长介于0.8～1.6微米之间。实用光波导有光导纤维、薄膜波导 、带状波导3类。光导纤维的一个传输特性是衰减很小、频带很宽、抗电磁干扰，主要用于通信；光导纤维的另一传输特性是对外界的温度和压力等因素敏感，因而可制成光导纤维传感器，用于测量温度、压力、声场等物理量。薄膜波导与带状波导主要用于制作有源和无源的光波导元件，如激光器、调制器和光耦合器等。它们采用半导体薄膜工艺 ，适合于制 成平面结构的 集成光路(即光集成部件)。 1.基本概念 导波光：受到约束的光波 光波导：约束光波传输的媒介 介质光波导三要素： “芯 / 包”结构 凸形折射率分布，n1>n2 低传输损耗 2.光波导的分类 (1)薄膜波导（平板波导） (2)矩形波导（条形波导） (3)圆柱波导（光纤） (4)对称与非对称波导 对称波导：芯区周围的介质折射率相同 非对称波导：芯区周围的介质折射率不同 光波导的进一步分类： （1）按折射率分布：均匀折射率分布光波导；渐变折射率分布光波导 （2）按传播模式：单模光波导；多模光波导 （3）按材料：石英、塑料与红外光波导、III-V族材料光波导 （4）特种光波导（光纤）：保偏(单偏振)光纤；有源光纤；晶体光纤零/非零色散位移光纤；负色散光纤；特殊涂层光纤；耐辐射光纤；发光光纤。 3.光波导技术的广阔应用领域