包层厚度对光波导模式限制损耗影响的定量研究
光学
2016-11-23 v1
摘要
在集成光子学产业中，使光子器件变得越来越紧凑的兴趣日益增加，制造商和设计工程师面临的一个重要问题是如何量化有限包层厚度对光波导模式限制损耗的影响。这要求传播常数 的计算具有至少六到七位数的精度，因为按照工业标准，模式限制损耗正比于 的虚部，而该虚部比其实部小六到七个数量级。本文提出了一种准确且高效的方法，用于计算层状介质中具有任意数量（非光滑）夹杂物的光波导电磁模式的传播常数。该方法结合了光波导的适定边界积分方程公式（仅需对材料界面进行离散化），以及用于处理层状介质效应的高效 Sommerfeld 积分表示。我们的方案能够高保真地计算电磁模式的传播损耗，即使对于嵌入有限厚度包层材料中且带有角点的波导也是如此。精度超过 位的数值结果定量地表明，矩形波导的模式限制损耗随包层厚度的减小呈指数级增长。
引用
@article{arxiv.1607.02658,
title = {A Quantitative Study of the Effect of Cladding Thickness on Modal Confinement Loss in Photonic Waveguides},
author = {Shidong Jiang and Jun Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.02658},
year = {2016}
}