1、1毕业设计开题报告电子信息科学与技术基于OPTIWAVE的硫系玻璃脊形光波导结构设计1、选题的背景与意义11课题的背景目前光纤通讯网络信息运载能力的提高并非受制于传输介质的能力，而是受到用于信号切换和处理的电子装置速度的限制，尤其随着高品质、低损耗光纤材料研究的突破，电子装置由于存在时钟偏移、严重串话和高损耗的缺点而产生光纤通信系统中的“信息瓶颈”现象。解决此瓶颈的关键是开发非线性超快光子学器件。由于玻璃具有在大部分波段透明、较好的化学稳定性和热稳定性、较高的三阶非线性极化率、较快的光响应时间、易于成纤成膜、易于机械光学加工等优点，受到研究者的普遍关注。一场旨在以充满生机活力的高速光子取代现有
2、信息转换媒体即电子的革命性进程已经开始。随着全光信息处理和光计算机研究的发展，三阶非线性光学玻璃的研究已成为近年来光电子技术领域中最引人注目的研究课题之一。目前三阶非线性光学玻璃的研究方向是寻求非线性光学性能、响应时间、化学稳定性、热稳定性、光学损耗、加工特性及材料成本等诸因素的最佳结合点。其中，新型硫卤玻璃、高折射率氧化物玻璃、各种共振型掺杂玻璃等均有希望成为全光开关材料的最佳候选。12选题的意义硫系玻璃具有较高的转变温度，较好的力学性能，制成的纤维有较好的可挠性，但硫系玻璃的折射率大，瑞利散射强，中红外区本征吸收较大。硫系玻璃的电学性质研究得很多，而且也取得了有实用价值的新进展。随着硫系玻
3、璃工艺的日趋成熟，硫系薄膜也逐渐引起了人们的关注。OPTICALEXPRESS、OPTICALLETTER等刊物近几年相继发表了数十篇关于硫系薄膜波导制备及其在光器件应用的研究报道。国外对硫系薄膜光波导的研究一直处于领先位置，其中美国海军实验室（NAVELRESEARCHLABORATORY）、美国西北太平洋国家实验室（PACIFICNORTHWESTNATIONALLABORATORY）、澳大利亚国立大学（THEAUSTRALIANNATIONALUNIVERSITY）激光物理中心、2英国南安普顿（SOUTHAMPTON）大学光电子中心、美国麻省理工大学微光子中心、法国凝聚态物理化学研究所等
4、机构不断研究，已取得了阶段性的进展。他们利用热蒸发、磁控溅射、激光脉冲沉积等方法，制备了包括GALAS,AS2S3,GEASSES等一系列低损耗（5。目前硫系非晶薄膜研究的目的在于通过组分优化、镀膜工艺的改进来提高FOM值。目前部门已经对各种金属掺杂的硫系非晶薄膜的性能进行了相关研究。22等效脊形光波导结构3图1为等效脊形光波导的结构。其中N1为覆盖层空气，N2为波导层，N3为衬底。波导的内脊高为B，外脊高为H，脊宽为W。在Y方向上，由于各介质层折射率的差别，光能被限制在中间折射率较高的波导层中。对脊形光波导而言，光能不仅在Y方向上受到限制，而且在X方向上也受到限制。这是由于波导在区域I的厚度
5、B大于波导在外部区域的厚度H，因此区域I的有效折射率N1高于区域的有效折射率，这样便使光能在X方向得到了限制。由此特性可知这种结构器件可以作为光波导器件而应用于光电集成中。图1等效脊形光波导的结构23脊形波导光场分析和外脊高H的确定在图所示的结构中，先考虑W时厚度为H的等效平面光波导，其中各层的折射率分别为N1,N2,N3引进有效折射率N2/K,当光沿着Z方向（波导长度方向）入射时，根据MAXWELL理论，设N2N2N3N1,并令2222121YKNN2222222YKNN2222323YKNN3则TE模的平面波方程为222030/0YYDEXDXYEX05）其中TW/B,RH/B,W、H和H
6、分别为脊形波导的脊宽、内脊高和外脊高。T的取值一般在1附近。在强限制波导条件下，SOREF的单模条件与实验结果的最大误差接近30，这就给单模脊形波导的设计带来误差。由于波导加工中不容易控制脊宽W和脊深的精度，但要求以比较精确的单模条件为基础，所以采用有效折射率方法（EIM）求解三维脊形波导的本征方程。在单模波导中所有高阶模的模有效折射率小于外脊单模的模有效折射率，即脊形波导要承载单模，要求一阶模的模有效折射率小于外脊基模的模有效折射率，这就是脊形波导的单模判据。对模拟结果进行拟合得到改进的脊形波导的单模条件为32201511RRT式中T、R的定义与上面相同。考虑到近似计算的精度，取R05。32
7、脊形光波导的等效模型为了使脊形光波导中传输单模光波导，采用有效折射率方法，首先求有效折射率N1和N2。N1是W时所对应的厚度为B的等效脊形光波导的有效折射率，N2是W0时厚度为H的等效脊形光波导的有效折射率。然后再考虑脊形光波导的横向约束传播。设想脊形光波导的等效模型，即在横向方向上波导的传输，可看成由内脊B对应的N1与外脊高H对应的N26组成的脊形光波导，其厚度为W,如图2所示。W2N1N2N图2等效模型图2光波导的波导层的有效折射率用N3表示，这样便可根据MAXWELL理论，用矩阵消去法及数值迭代法直接解出传输方向的有效折射率N1，N2及横向方向上等效模型中的有效折射率N3，显然W0与W两
8、种脊形光波导结构的组成成分完全相同。现有脊形光波导理论表明要使光波导中能传输单模，首要条件是要使波导层的折射率高于两侧的折射率，同时要求波导层的有效折射率是唯一的。在图2的等效模型中，显然H取不同的值，N2的值便不同，即N2是随着H的增大而增大。若HB时有N2N1则不能成为光波导。要使得等效模型中维持导模，首先要求HN2N3。这样，光能限制在薄膜之中传播，如图33所示。图33平面波导的射线路径（光传播示意图）光在光波导中形成导模，也就是光能全都限制在波导中进行传播，这就要求光在薄膜基底和薄膜覆盖层交界面上的反射为全反射18。设薄膜厚度为H，沿Y方向薄膜不受限，在薄膜与衬底的界面（下界面）上平面
9、波产生全反射的临界角为1C，而在薄膜与覆盖层的界面（上界面）上平面波产生全反射的临界角为0C，根据全反射原理，有211ARCSINCNN（31）001ARCSINCNN（32）当光在两介质表面发生折射时，根据折射定律，折射光的出射角满足1122SINSINNN（33）在平板波导中，N2N1且N2N3，当入射光的入射角1超过临界角0时，201SINNN（34）入射光发生全反射，此时，在反射点产生一定的位相跃变。我们从菲涅耳反射公式HXZN1N2N3N2覆盖层N1波导层N3基底层312222221121111211COSSINCOSSINTERNNNNNN（35）22222222211211211
10、211COSSINCOSSINTMRNNNNNNNN（36）出发，推导出反射点的位相跃变TE、TM为2220222201TANTEKNKN（37）22221022222201TANTMNKNNKN（38）式中011SINKN为光的传播常数，02K为光在真空中的波数，是光的波长。图34表示平板波导中构成导波的平面波示意图，实线ABCD和ABCD代表平面波的两条射线，虚线BB和CC则代表向上斜射的平面波的两个波阵面。图34平板波导中的平面波所以B、B点应有相同的相位，C、C点也有相同的相位。可见由B到C和由B至C所经历的相位变化之差为2的整数倍。于是两射线的相位差为0110222KNBCBCM，M
11、0,1,2,3（39）根据图中的几何关系，上式可变为01102COS222KNHM（310）式中N1、H为是薄膜波导的参数，1、0为全反射的相位差，M为模序数，即从零开始的正整数，K0是自由空间的波数，它决定于工作波长，1、0与波导的结构参数N1、N2、N0和入射角有关。当波导和入射波长给定时，上式是关于未知数的方程，它确定了形成导波的入射角的条件，因而叫薄膜波导的特征方程。BCDABACD射线等相面32特征方程中01COSKN是薄膜中波矢量在X方向的分量，它是薄膜中的横向相位常数，可表示为101COSXKKN（311）于是特征方程可写为1102222XKHM（312）该式表明，由波导的某点出
12、发，沿波导横向往复一次回到原处，总的相位变化应是2的整数倍。这使原来的波加强，即相当于在波导的横向谐振，因而叫做波导的横向谐振条件。横向谐振特性是波导导波的一个重要特性。将（35）式和36式分别代入（37）式，可得到与两种偏振态有关的平板波导模式本征方程。对TE模，有11TANTANPQKHMKK，M0,1,2,3313式中2221201KKN（314）2221202PKN（315）2221203QKN316）对TM模，有22111113TANTANNPNQKHMNKNK（317）其中01SINKN为光的传播常数，从上式可以看出，光波的传播常数介于平面光波在基底和薄膜的波数之间，即有0201K
13、NKN（318）为了方便，我们定义波导的有效折射率10SINNNK33N又称为模折射率，它的取值范围为21NNN（319）利用有效折射率，可将平面波导的模式本征方程改为TE222222121121123210222211TANTANNNNNNNKHMNNNN（320）TM22222222121121123121102222222131TANTANNNNNNNNNKHMNNNNNN321344脊形光波导的设计41脊形波导单模条件在集成光学中，设计脊形波导时首先要考虑它的单模条件。由于多模传输会引起模间干涉和扰动以及不良的模变换等现象，并且会降低光集成器件的性能，所以一般多工作在单模状态，因此单模
14、条件的准确性和可靠性相当重要。脊形波导的单模判据，即要求一阶模的模有效折射率小于外脊基模的模有效折射率。大截面脊形光波导的单模特性一般是通过选择适当的脊宽W、外脊高H和内脊高B来实现,如图41所示。RICHARDZAI1991年也给出了大截面脊形波导的单模条件19,20221311SKBSKHWSKBBKBSKBSKH4122051212NNS22051313NN4205HB43光场在满足这种脊形波导时仅以基模的形式传播。式中N1是薄膜层折射率，N2是覆盖层折射率，N3是基底层折射率；K为真空中波数；对于XMNE模，11J；对于YMNE模，2112JJNN。若KB和KH都远远大于S，或B4，则
15、式4143可简化为式442031WRBR，05HRB（44）后来，RICKMAN做了大量的实验后，发现实际结果和理论有一定的差距，所以POGOSSIAN等人对RICHARD的大截面理论做了些修正,给出了下面新的大截面脊形波导的单模条件21WRCBR，05HRB（45）式中当C03时，（45）式与（44）式变为相同；当C0时，（45）式的计算结果才与实验值相符。42脊形光波导模型分析自1947年由COHN引入脊波导后,脊波导引起了人们的重视,对脊波导的研究从未间断。脊形波导一般有两种形式，如图41所示，一种是矩形截面，另一种是梯形截面，这主要是由35于实现工艺不同而引起的。图41为等效脊形光波导
16、的结构2123。其中N1为覆盖层空气，N2为薄膜层，N3为基底底，内脊高为B，外脊高为H，脊宽为W。在Y方向上，由于各介质层折射率的差别，光能被限制在薄膜层中。对脊形光波导而言，光能不仅在Y方向上受到限制，而且在X方向上也受到限制。这是由于内脊高B大于外脊高H，因此区域I的有效折射率高于区域的有效折射率，这样便使光能在X方向得到了限制。由此特性可知这种结构器件作为光波导器件可以应用于光电集成中。矩形截面梯形截面图41等效脊形光波导的结构43马卡梯里近似解法波导结构如图42所示，在这个模型中，假定折射率为N1的波导区被折射率为N2、N3、N4、N5的介质层和图中的阴影区环绕，N1NI。图42马卡
17、梯里分析中的矩形介质波导对于这一理论模型来说，场矢量的各个直角分量满足亥姆霍兹方程16YXBBAAN50N1N2N4N3HBWN1N2N3IIIIXYIWHBN1N2N3IIIII3622220220JKNXY（46）利用射线光学的锯齿形光线模型，不难看出，在这种波导中可以出现两类模式能近似地满足波动方程和边界条件一类是导模的电矢量近似指向X方向，记作XMNE，它的主要电磁场分量是XE和YH，纵向分量ZE和ZH较小，而YE更小；另一类导模的电矢量近似指向Y方向，记作YMNE，它的主要电磁场分量是YE和XH，纵向分量ZE和ZH较小，而XE更小。这里下角标M,N分别表示沿X和Y方向场强极大值的数目
18、，上角标X和Y则分别表示电矢量的近似方向。马卡梯里近似，相当于把本征值方程的求解化为近似地用分离变量法求解两个独立的三层平板波导方程。对于图42所示的理论模型，可以把亥姆霍兹方程46近似地写成如下形式22222222200010XYKNKNKNXY（47）其中23N，XA2XN21N，AXA25N，XB2YN21N，BYB24N，YN1，利用有效折射率法，不难构成一个在X方向限制光场的等效平板波导，波导的结构和相应的折射率如图46B所示，它们的折射率分别为N1、N2和N1，其中N1是Y方向厚度为H，折射率分布为N3、N1和N2的三层平板波导的折射率；N2是Y方向厚度为B,折射率分布为N3、N1
19、和N2的三层平板波导的折射率。利用这种等效平板波导可以方便地分析脊形波导。例如，对XMNE模，其主要电磁场分量是XE和YH，这种场型相当于图46A所示三个平板波导的TE模。可方便地利用模式本征方程求出N1和N2。然后根据图46B所示模型由TM模的本征方程求出脊形波导沿Z方向的传播常数。在图46所示的结构中，先考虑W0时厚度为H，各层折射率分别为N1,N2,N3的等效平面光波导。引进有效折射率N1/K,当光沿着Z方向入射时，根据MAXWELL理论，设N2N1N3N1,并令2222121YKNN2222222YKNN2222323YKNN428则TE模的平面波方程为222030/0YYDEXDXY
20、EX10E15精度BETA3BETA2BETA2BETA1FBE2/FBE2FBE1牛顿割线法的公式NEFFBETA0/K0程序中DJ就是表格中对应的内外脊高，例如表41中B100NM，是以上代码的第一个收敛点。当B确定时，有时改变N的取值，也会有多个收敛点，例如表41，我是根据N0,1,2的顺序给出表格的。例如B900NM，当N取0，N123034；当N取1，N119996；当N取2，N115002。根据MATLAB软件运行的结果，得到N1和N2的取值范围见表41所示。表41平面光波导不同厚度下对应的有效折射率B/NMN110015378200178973001976940020947500
21、217071510260022218166737002257718092800228381917590023034199961500210002318420629160961500235862231320073200023751229902167725002383023328224653000238812352122909H/NMN2472脊宽W和有效折射率N3的确定当B和H确定之后，N1和N2便为定值，根据W的取值便可求出图46横向方向上等效有效折射率N328。求解脊宽W和有效折射率N3的方法和确定内脊高B、外脊高H、有效折射率N1、N2的方法相同。将N1N3N1,N2N2,BW,N1N3代
22、入式（428），再把通过计算得46到的有效折射率代入TE模的平面波方程，然后根据MAXWELL理论，用牛顿割线法直接解出图49中波导层的有效折射率N3。其中不同宽度W所对应的N3见表42。表42取定B和H后不同宽度W对应的有效折射率N3W/NMN3B3000NMN223881H2000NMN123751200023770300023811400023834500023848B2500NMN223830H2000NMN123751300023772400023789500023800600023807为了减少耦合损耗，希望脊形光波导横截面的形状较为方正，即尽量选择W与B接近的尺寸。此时的N1、N
23、2、N3的取值，综合考虑我选取了当B3000NM，H2000NM，W3000NM，是较理想的结构参量。475OPTIWAVE软件仿真及结果分析51OPTIWAVE软件简介OPTIWAVE是加拿大国家实验室所开发的软件，主要应用于有源器件及无源器件，例如光放大器，半导体激光器、EDFA、光波导、光纤光栅等。OPTIWAVE系列包括光通讯系统和放大器设计软件（OPTISYSTEM）、有限差分时域光子模拟软件（OPTIFDTD）、波导光学设计软件（OPTIBPM）、光纤设计软件（OPTIFIBER）、集成和光纤光栅设计软件（OPTIGRATING）等等。其中本课题采用OPTIBPM软件仿真。OPTI
24、BPM用于设计复杂的光波导。光波导在光子设备中扮演者导波、耦合、开关、分束、复用和解复用光信号的重要角色。BPM（BEAMPROPAGATIONMETHOD），光束传播法，是OPTIBPM的核心，它是）是一步一步模拟通过任何波导介质中的光通道的方法。OPTIBPM软件可以模拟二维（2D）及三维（3D）的波导光传输。光场可以在任何时候进行跟踪，因为它走在集成光学和光纤指导结构传播。BPM允许电脑模拟的光场分布的观察，可以检查的辐射和引导外地同时进行。OPTIBPM提供波导器件奠定了简单的数据输入，可以轻松地设计和配置各种设备模拟。图形化的项目布局是一个用户友好的图形界面设计光子器件。在OPTIB
25、PM，模式求解与二维和三维的BPM算法的兼容。该求解器采用的方法有转移矩阵法（TMM）应用在多层平面结构的2D中；交替方向隐式法（ADI）应用在3D中；相关函数法（CFM）应用在2D和3D中。在仿真中用到ADI法，这种方法在一个迭代步骤中分成X和Y两个部分。该方法优于其他方法，因为其快速的收敛技术。ADI方法还提供了所有的传播常数和模式本征函数。为了找到最佳的条件，经常需要重复使用不同的设计参数的模拟。OPTIBPM能够通过参数扫描执行自动的，循环式的计算。52OPTIBPM仿真流程OPTIBPM是一个功能强大的软件系统，可以建立一个综合性和各种光纤导波在计算机上设计的问题。它包括四个应用程序
26、OPTIBPM布局设计（OPTIBPMLAYOUTDESIGNER）、轮廓设计（PROFILEDESIGNER）、OPTIBPM模拟器（OPTIBPMSIMULATOR）、OPTIBPM分析器（OPTIBPMANALYZER）。OPTIBPM流程图如图51所示，其中设计器主要包括三个工作过程，模拟器主要包括五个工作过程，分析器主要对数据进行分析。48图51OPTIBPM流程图53硫系玻璃脊形光波导的建模及仿真531建模依据脊形光波导的结构可以分为三层，分别为覆盖层（N010），薄膜层（N124），衬底（N215）。其中，脊宽W3UM，内脊高B3UM，外脊高H3UM。覆盖层和衬底的厚度都为3UM
27、。在对硫系玻璃脊形光波导理论分析和计算的基础上，通过OPTIBPM软件对它进行建模，根据结构参数所设计出来的仿真结构如图52所示建立对象（布局）定义参数准备输入光场开始模拟更新H磁场更新E磁场DFT分析POST数据分析OPTIBPM模拟器OPTIBPM分析器次数NNEW,再点击“PROFILESANDMATERIALS”进行设置，先在MATERIALS下的DIELECTRIC中新建两个FILM和SUBSTRATE，具体设置如图53，54所示图53薄膜材料设置图54基底材料设置3UM3UM3UMHN010N124N2152UM3UM50再在CHANNEL下新建RINGWG，进行整体轮廓的设置，如
28、图55所示。图55整体轮廓的设置其次，关闭“PROFILEDESIGNER”界面，回到“INITIALPROPERTIES”界面，在这里可以设置DEFAULTWAVEGUIDE和3DWAFERPROPERTIES如图56，57所示图56默认波导设置51图57三维设置然后，点击“OK”，回到设计器界面。这时，选择波导按钮，再点击“REFINDEXN3DXYPLANEVIEW”，可以看到还未添加基底层时的三维XY平面图，如图58所示。图58未添加基底层的三维XY平面图再点击添加基底按钮，再点击“ADD”按钮，出现下图，在THICKNESS中填入基底的厚度并在MATERIAL中选择材料，如图59所示
29、。52图59基底层设置最后，点击“OK”，出现下图，这是硫系玻璃脊形光波导的模型，如图59所示。图中不同颜色代表不同的折射率，例如红色区域是薄膜层，其折射率为24；蓝色区域是覆盖层（一般为空气），其折射率为10；绿色区域是基底层，其折射率为15。图59脊形光波导模型仿真图54结果及分析541单模的光场分布及其模折射率1选择“SOLVINGSOLVEADI”，选择TE模式,点击“RUN”按钮。通过运行，得到下面的TE模式下的光场分布，其模折射率为238062107，如图510所示。53图510TE模式下的光场分布（2）选择“SOLVINGSOLVEADI”，选择TM模式,点击“RUN”按钮。通过
30、运行，得到下面的TM模式下的光场分布。单模传输条件下的TM模光场分布，其折射率与TE模光场分布有所不同，其模折射率为237946644，如图511所示。图511TM模式下的光场分布542多模的光场分布及其模折射率当模式数为2时，TE模式下基模和二阶模的光场分布如图512所示。此时，基模折射率为238062104，二阶模折射率为237104538。TM模式下基模和二阶模的光场分布如图513所示。此时，基模折射率为237946645，二阶模折射率为236739427。54图512TE模式下的二阶模光场分布图513TM模式下的二阶模光场分布当模式数为3时，运行以下程序得到TE模式下和TM模式下的三阶
31、模光场分布如图514，515所示。从图中可以看出，程序经过三次迭代，每一次迭代都生成了基模、二阶模、三阶模的光场分布及其折射率。例如，TE模式下第一次迭代，基模折射率为239158601，二阶模折射率为238720901，三阶模折射率为238537336；TM模式下第一次迭代，基模折射率为239127122，二阶模折射率为238614752，三阶模折射率为238421662。PARAMMGREMPLOYDISPERSIONSCANDIMMODE_LOOP_VARIABLE,MODE_SCAN_VARIABLEFORMODE_LOOP_VARIABLE0TO2STEP1MODE_SCAN_VAR
32、IABLE10000000500000MODE_LOOP_VARIABLEPARAMMGRSETPARAM“SCANWAVELENGTH“,CSTRMODE_SCAN_VARIABLEPARAMMGRSIMULATEWGMGRSLEEP50NEXT55图514TE模式下的三阶模光场分布图515TM模式下的三阶模光场分布543不同厚度下的模折射率我选取了基底厚度从16UM开始，每增加01UM时，运行下面的程序可以得到TE模时的折射率和TM模时的折射率，如表51所示FOREFT16TO2STEP01PARAMMGRSETPARAM“ETCHEDFILMTHICKNESS“,CSTREFTPARAM
33、MGRSIMULATENEXT表51不同厚度下的折射率大小56基底厚度TE模时的折射率TM模时的折射率1623776613323770248017237823007237746435182379115242378176721923797170423786804520238062107237946644总之，在脊形光波导模型下，折射率大小受基底厚度和模式的影响。随着厚度的增加，不管是TE模时的模折射率还是TM模时的模折射率都在递增。6总结与展望本课题分析了硫系薄膜的特性，介绍了脊形波导的优势。本论文阐述了脊形光波导的等效结构，并对它的模型进行分析。通过采用有效折射率法对其结构参量进行理论分析，并
34、结合牛顿割线法计算硫系玻璃脊形光波导传输单模光波时内外脊高B，H及脊宽W等结构参量,最终得到硫系玻璃脊形光波导的有效折射率。最后通过OPTIWAVE软件对硫系玻璃脊形光波导进行建模和仿真。本课题主要完成的工作1利用有效折射率法分析了脊形光波导的模型，并结合牛顿割线法借助于MATLAB软件计算出脊形光波导的内脊高B，外脊高H，脊宽W及有效折射率N1、N2、N3；2熟悉使用OPTIWAVE软件，对脊形光波导结构进行建模和仿真。三维模拟能准确、迅速、形象地反映单模光波导的条件，通过仿真可以知道TE模和TM模的光场分布。由于时间的限制，本论文采用OPTIBPM软件完成了脊形光波导的三维结构仿真，后面还
35、要继续完善的工作有1对硫系玻璃脊形光波导进行二维和高阶模的仿真；2通过OPTIBPM软件可以研究其他形状的光波导以及研究它们的光场分布等等。通过几个月的毕业设计下来，我觉得自己学到了很多新知识。我刚开始很迷茫觉得对所要做的课题一点都不了解，无从下手。经过导师的指点与建议，多方查找资料，深57入理论知识的研究，慢慢地一点一点进入状态。在整个毕业设计过程中，我遇到了各种难题和困惑，例如中间要通过牛顿割线法进行MATLAB实现，算出有效折射率。在MATLAB编程时，程序遇到了问题结果就是出不来。在经过董老师的悉心指导下，我得到了想要的结果。还有在使用OPTIWAVE软件进行仿真的时候，我一开始不知道
36、具体要仿真出来的结果，整天熟悉软件，每一天操作软件或多或少会收获一点。但其间也遇到了问题，在陈老师的指导下，我最终得到了想要的结果。整个毕业设计这段时间是苦涩的，内心每一天都承受着煎熬，但在得到结果的那一刻内心是多么的激动，压在心底的石头终于没了。这段时间给我的大学生活留下了一段美好的回忆。参考文献1MILLERSEINTEGRATEDOPTICSANINTRODUCTIONBELLSYSTEMTECHNICALJOURNAL,1969,48205920612于荣金集成光学和光子学J光电子激光,1998,921621653唐天同，王兆宏集成光学M北京科学出版社，20051214FUXIGSTR
37、UCTURE,PROPERTIESANDAPPLICATIONSOFCHALCOHALIDEGLASSESAREVIEWJJNONCRYSTSOLIDS,1992,1401841935石成利硫系玻璃的研究及应用J建筑玻璃与工业玻璃,200733386薛建强,徐曼,龚跃球,赵修建硫系玻璃的制备、特性及应用J光电子技术与信息,2003,16428317刘启明,赵修建,顾玉宗,黄明举,顾冬红,干福熹硫系GEASS玻璃和薄膜的特性J材料研究学报,2002年4月,1621641678YINLANRUAN,WEITANGLI,RUTHJARVIS,NATHANMADSEN,ANDREIRODE,BARRY
38、LUTHERDAVIESFABRICATIONANDCHARACTERIZATIONOFLOWLOSSRIBCHALCOGENIDEWAVEGUIDESMADEBYDRYETCHINGJOPTICSEXPRESS,2004514051459GOLOVCHAKR,KOZDRASA,GORECKIC,ETALGAMMAIRRADIATIONINDUCEDPHYSICALAGEINGINASSEGLASSESJJNONCRYSTSOLIDS,2006,3524249496049635810GOLOVCHAKR,SHPOTYUKO,KOZDRASAONTHEREVERSIBILITYWINDOWINB
39、INARYASSEGLASSESJPHYSLETT,A,2007,3705650450811PHILIPSSSTRUCTUREOFLIQUIDSANDGLASSESINTHEGESEBINARYSYSTEMJJNONCRYSTSOLIDS,2007,35332402959297412GOLOVCHAKR,KOZDRASA,KOZYUKHINS,ETALHIGHENERGYRIRRADIATIONEFFECTONPHYSICALAGEINGINGESEGLASSESJNUCLEARINSTRU,METHB,2009,267172958296113ORAVAJ,KOHOUTEKT,WAGNERT,
40、ETALOPTICALANDSTRUCTURALPROPERTIESOFGESEBULKGLASSESANDAGGESETHINFILMJJNONCRYSTSOLIDS,2009,35537421951195414CVIGREUXBERCOVICI,EBONHOMME,ANDAPRADEL,LLABADIEANDPKERNTRANSMISSIONMEASUREMENTAT106_MOFTE2AS3SE5RIBWAVEGUIDESONAS2S3SUBSTRATEJAMERICANINSTITUTEOFPHYSICS20070111101011110315刘启明,干福熹非晶硫系玻璃半导体GES,S
41、E2薄膜的光致效应J,科学通报，2002,4856957116佘守宪高波光学物理基础M北方交通大学出版,20027113817王萍脊波导各种参数的计算J火控雷达技术,2004,9505518李玉权,崔敏光波导理论与技术M北京人民邮电出版社，2002,12138719韩关云脊形单模硅光波导的设计J光电子激光,1995,621005008620魏红振,余金中,张小锋,韩伟华,刘忠立,王启明,史伟,房昌水SOI及GESI/SI脊形光波导的模式与波导几何结构J光学学报,2001,21555655821刘淑平SOI脊形光波导的设计与研制J太原重型机械学院学报,2001,2231000159X22施斌,蒋
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43、光子学报,2009,3871004421359附录在MATLAB软件中为了找收敛点所用的代码如下CLCCLEARALLCLOSEALLGLOBALK2K1K0NDJN0DJ3000E960N010N215N124LMD155E6K02PI/LMDK1K0N1K2K0N2FORMM12000BETA1MMK0N0MM0001FBE1MMNIH_LAYER_E_RBETA1MMENDPLOTBETA1/K0,ABSFBE1在MATLAB软件中，求解有效折射率N1、N2、N3时所用的代码如下FUNCTIONFNIH_LAYER_E_RBETAGLOBALK2K1K0NDJNJBETAKXSQRTNJ
44、NJK2K2KYSQRTK1K1NJNJKZSQRTNJNJK0K0FNPIATANKX/KYATANKZ/KYKYDJCLCCLEARALLCLOSEALL61GLOBALK2K1K0NDJN0DJ3000E9N010N215N124LMD155E6K02PI/LMDK1K0N1K2K0N2BETA02388K0BETA1BETA0BETA2BETA1099991N1FORII11K0DII1001II1BETA1BETA0099993FBE1NIH_LAYER_E_RBETA1WHILEABSBETA2BETA1/K010E15FBE2NIH_LAYER_E_RBETA2BETA3BETA2BETA2BETA1FBE2/FBE2FBE1IFIMAGBETA30BETA3REALBETA3JIMAGBETA3END62BETA1BETA2BETA2BETA3FBE1FBE2BETA0BETA2NN1IFN1000FPRINTFSORRYN,II,IIBREAKENDENDNEFFIIBETA0/K0END
