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1、1一 引言1设计内容 绘制(设置)两种特殊折射率分布的Y分支波导,并计算其输出光强与分支角的关系2 学习重点 (1)波导折射率设置 (2)用扫描法优化波导结构参数13普通Y分支波导结构及特点示例1知识点 顶点设置之 角度参考n已知波导某一端点的坐标A(x0,z0),要设置波导另一端点坐标B(x1,z1),可通过设置直线AB和Z轴的夹角alpha和一个坐标值(x1或z1)实现。alpha(x0,z0)(x1,z1)13普通Y分支波导结构及特点示例缺点:分支角小,导致波导长度过长1二 锥形分支波导设计11 锥形分支波导传光原理12 波导结构及参数设置1初始对话框设置n保证单模传输1基本结构1分支波

2、导参数设置 n以角度参考形式定义分支波导的终点坐标 1设置输出波导长度要求:保持输出端间距不变,保证输出场不发生耦合1LzLxLz=Lx/tan()1挖去锥形波导中间部分n目的:使锥形波导中间部分的折射率与背景折射率相同 实现方法：增加一折射率等于背景折射率的直波导（波导折射率差为0）,将直波导的优先级设为1。11XZ面折射率计算111 设置之前1设置之后1说明n波导叠加规则:1.同一优先级时,取折射率大的波导的折射率为重叠部分的折射率（谁大取谁）;2.不同优先级时,取优先级高的波导对应的折射率（谁高取谁）。1波导性能分析n通过扫描法了解不同角度下分支波导的输出光情况113 扫描结果1普通锥形

3、Y分支波导1输出能量与分支角关系1普通Y分支波导1输出能量与分支角关系1三种波导传输特性对比锥形分支波导普通Y分支波导普通锥形分支波导1二 渐变折射率Y分支波导n原理：通过在过渡区设置渐变折射率区,获得低损耗、大角度光输出n学习重点:自定义波导折射率(user profile)设置11 过渡区折射率分布11知识点 自定义折射率分布函数n首先对波导的xyz坐标进行归一化n其中w,h,l 分别为波导的宽度、高度与长度(width,height,length)n结果有:x-1,1,y-1,1,z 0,1,1ProfileTaperf函数取值范围要求归一化为0,1横向(横截面)折射率分布函数:纵向折射

4、率分布函数:1n二维折射率分布设置(三维波导模拟)时，如只在一个方向折射率有变化，可以设置为:12 渐变折射率波导参数设置n设置内容:(1)设置基本参数(2)定义折射率分布函数1过渡区波导参数设置1采用叠加法实现渐变折射率分布1采用叠加法实现渐变折射率分布1采用叠加法实现渐变折射率分布1知识点:波导重叠区域折射率规则n两个（或多个）波导重叠时，其折射率有两种定义方式：1.Merge Mode(合并模式)：选其中一个波导的折 射率为重叠区折射率 2.Add Mode(相加模式)将设为add mode的波导与背景的折射率差，加到根据Merge Mode确定的波导折射率上，即 重叠区折射率:n=no+n1(x,y,z)no为根据Merge Mode确定的波导折射率 n1为add mode波导与背景的折射率差1n举例1左侧波导1delta21设置添加的波导的折射率1设置折射率分布函数11折射率函数名1来源类型1文件名或函数表达式111组合模式设置n对左侧波导点右键，修改波导的属性1合并,缺省设置添加11右侧波导参数设置n折射率分布自定义函数为：0.5*(1+x)+0*y其它与左侧波导相同。1结果:过渡区折射率分布与预期结果不同!1原因:存在无重叠区1改进结构增加两段直波导折射率相同渐变折射率波导1叠加后的折射率分布1计算结果输出值0.421原始结构输出值0.29