光子学报, 2007, 36 (2): 209, 网络出版: 2007-05-22
全矢量有限元模型及其在光波导和光子晶体光纤中的应用
A Full-Vector FEM Model and Its Application to Optical Waveguides and Photonic Crystal Fibers
摘要
为了研究光波导和光子晶体光纤的模式特性和传输特性,从矢量波动方程出发,推导出了各向异性介质中场微分方程复数泛函表达式,利用棱边/节点混合元离散了该泛函,加入了各向异性介质匹配层边界条件,得到关于传播常量的广义特征值方程.以矩形波导为例,对各向异性介质匹配层边界条件的吸收特性进行了研究,得到了基模以及几个高阶模的场分布、色散曲线和损耗曲线.结果表明该方法可靠有效.对正六边形晶格光子晶体光纤进行了分析.数据表明:光纤有效折射率随空气孔直径或波长的增大而减小,但与空气孔圈数无关;光纤限制损耗(confinement loss)随波长增大近似成指数增大,而增加空气孔直径或者空气孔圈数则可使之显著降低.
Abstract
张方迪, 刘小毅, 张民, 叶培大. 全矢量有限元模型及其在光波导和光子晶体光纤中的应用[J]. 光子学报, 2007, 36(2): 209. 张方迪, 刘小毅, 张民, 叶培大. A Full-Vector FEM Model and Its Application to Optical Waveguides and Photonic Crystal Fibers[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2007, 36(2): 209.