【摘 要】
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在现代光通信和其他光子系统中比特率持续增长,需要各种能够不依靠光电转换直接处理光信号的光子集成光路(PIC)。同时,随着制造工艺的进步,已经开始可以进行PIC的制造。也需
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在现代光通信和其他光子系统中比特率持续增长,需要各种能够不依靠光电转换直接处理光信号的光子集成光路(PIC)。同时,随着制造工艺的进步,已经开始可以进行PIC的制造。也需要从理论上和数值方法的角度分析这些作为在WDM系统终端节点的高折射率差的无源器件。在本文的工作中,第2章介绍了光波导中的理论,采用有效折射率法(EIM)将一个三维的波导化为一个二维的问题。第三章中介绍了传统时域有限差(FDTD)分中的各种问题,包括网格划分、差分格式、激励源设置、边界条件、数值色散和数值稳定性。第四章中讨论了基于交替方向隐式法的时域有限差分(ADI-FDTD),采用传统分析法和矩阵法分别推导了ADI-FDTD的数值色散和证明了无条件数值稳定性。同时证明ADI-FDTD在时间差分上是基于Crank-Nicolson法FDTD(CN-FDTD)的二阶微扰。第五章中讨论了平面波入射到一个有损媒质空间的物理机理,然后研究垂直入射一维波无反射传输的条件,最后介绍了PML边界条件的原理。第六章中介绍了总场/散射场技术和连接边界条件,讨论了平面波、平板波导中的TE模和周期结构中的平面波。
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