sin 波导 损耗

光波导偏振相关损耗光波导偏振相关损耗光波导是现代光电子学领域中不可或缺的基本元件。

在信号传输过程中，偏振相关损耗是一项非常重要的指标。

本文将从理论和实验两个层面，结合作者的相关研究经验，介绍光波导偏振相关损耗的相关知识。

1. 理论模型在光波导中，偏振相关损耗主要分为两种：模式耦合损耗和极化转换损耗。

模式耦合损耗指的是偏振与模场分布差异导致的能量耗散，主要由不同模式的交叉“耦合”所致。

极化转换损耗指的是材料或结构的非对称性因素导致所谓极化模式的相互转换引起的能量损耗。

在理论模型中，可以通过数学方程描述这两种损耗的量化关系。

通过物理模型的建立可以清楚的了解光波导中偏振相关损耗的成因和影响因素。

2. 实验验证实际上，光波导中偏振相关损耗的研究更多是通过实验验证。

在实验中，可以通过两种方式来评估偏振相关损耗：一种是激光器光束入射波导中，通过比较出射处不同波长的吸收损耗，评估不同偏振下的损耗值；另一种是通过光学显微镜技术，直接测量波导中偏振依赖的光场分布，展示偏振相关损耗分布。

实验中，偏振相关损耗的量化非常复杂，往往需要结合复杂的测试设备和实验条件。

研究人员需要在不同测试条件下模拟实验环境和光波导材料的特性，同时对实验结果进行回归分析和误差分析，确保测试结果的可信度。

因此，实验验证的结果对于理论建模和实际工程应用都具有重要的指导意义。

3. 影响因素光波导偏振相关损耗的大小和受到以下因素的影响：(1) 光波导材料的折射率差异性；(2) 波导结构的设计和制备精度；(3) 材料的非线性光学效应；(4) 材料的吸收特性和散射特性；(5) 材料的温度、压力等环境因素。

因此，在实际应用中，设计和优化光波导结构的过程中需要考虑这些因素，以充分考虑偏振相关损耗对光学设备性能的影响。

本文介绍了光波导偏振相关损耗的理论模型和实验验证。

通过深入分析光波导中偏振相关损耗的成因和影响因素，可以帮助光学设计和工程应用中更好地优化光学器件结构和性能，实现更有效地信号传输。

波导的损耗O八一科技波导的损耗3l波导的损耗梅飞(零八一总厂高频高能室广元628017)摘要:本文介绍了存在表面损耗和介质损耗时波在波导中传播的损耗.并给出了几种模式下衰减常数的计算,可以方便地估算出波在波导中传播的损耗.关键词:损耗传播常数衰减常数微扰表面阻抗1引言波沿波导传播时,由于制成波导金属的阻抗和波导内填充介质的电导率为有限值,将引起损耗.有了损耗,电磁波的幅度将随电磁波传输距离的增大而减小,传播常数也不再是纯虚数而成为复数,即^y=+jp.这样,就必须引入新的边界条件来决定波导内的损耗.2波导壁损耗波导壁上的损耗,是由于实际电导率8为有限值,电流流过时产生焦耳热所引起的. 当波导壁存在损耗时,波导内的场将随着传播距离z的增大而衰减.此时场量可表示为:E=En.eei'H=H.T0e=H.T0e_i(1)电场和磁场的幅度均按照e的规律衰减.因而传输功率是按照e的规律衰减.衰减的大小用衰减常数来衡量.波沿波导单位长度损耗的功率PL可表示为:PL=P(1一e)D变换所得表达式有:e1一(2)P式中,P是无损耗时沿波导传输的功率.n通常波导中填充空气介质,其损耗极小,故可令《1,将e展开为级数,可得管上,D壁衰减常数的关系式:d一兰(3)2P波沿波导单位长度损耗的功率PI_又可表示为:波导的损耗O八一科技Pl=R.fHt?dl=手fIHtIdl(4)由于建立考虑管壁损耗的波导的严格理论非常困难,所以在求解波导管壁的损耗时,可应用"微扰"的概念.即认为波导管壁的电导率不影响波导管内部的场分布,不影响波导内壁表面上的磁场,它的影响仅是在波导内壁上产生了切向电场(由于波导的电导率较大,这样的假设不会引起显着的损差).zs:(1+j),/=(1+j)Rs(5)P=R.(ExH)=Rs【(exHs)xHs】=RsIHsI(6)P一.}(x)～zdS}(7)将式(4),(7)代人式(3),可得由于金属管壁引起的衰减常数:仅一南篱[1-(料坤……仅一嚣南…一0:南(10嘲～南…)O八一科技波导的损耗33姆砜～南空气同轴线盹Mas蠹11以上式中',设波导中介持为甄67矩形波导TE..模的衰减常数与频率的关系如图1所示: 衰减0.160.120.08O.O4(dB/m)^I——一/一=I——,¨\/.,/一一\\一b一,_一——,f—一一—,一口,//._,.一=l,,一5?10152025f(Gl-lz)图1矩形波导TE.模的衰减常数与频率的关系图(12)(13)从损耗的衰减曲线可以看出:在接近于临界频率时,波导的损耗急剧上升,在离临界频率足够远的情况下,波导中的衰减一般是不大的.3介质损耗引起功率损耗的另一个因素是介质损耗,介质损耗是由于波导内填充介质的电导率为有限值而带来的,考虑介质损耗时,麦克斯韦方程:VxH=jtaeE变为VxH=jtaeE+SjE=jtaeE(1+)(14)J∞8式中6是介质的电导率.由lit.--j'~,计算介质损耗时,可以将无介质损耗时的8改为8(1+)j8式k~2=k2+'y成为:k2=We(1+)+-g即:34波导的损耗O八一科技在微波频段,一般《l,因此上式近似为:,/面(1+)u.J'Os应用无损耗时相位常数满足的关系式:jp=,/:广则可表示为:一jp(1+1):+jp.(15)Zl'O8Z'O8其中,实数代表介质有耗时的衰减常数,==tan8cNp,m:_27.3tan8(dB,m)(16)人g式中.tan8是介质的损耗角正切.对于同轴线,上式中的用介质中的波长入代入,如果同轴线内外导体间介质的相对介电常数为8r,d又可写成:d:27一.3tan8:,/tan8^g^o是电磁波在空气中的波长.4结束语从上面的计算和衰减曲线中知道,当矩形波导尺寸固定时,尺寸b愈小,则电磁波在波导中的损耗愈大;波沿波导传播的功率正比于截面的面积(见方程式6),而管壁中的损耗功率在第一次近似上应正比于横截面的周长,因而损耗的相对量值就随着尺寸b的减小而增加.必须指出.波导并不适合于长距离传输功率而且波导连接一般是硬连接,活动性不强.在实际应用中波导的长度为数米或最大不超过数十米.因此,把短波导作为无损耗的传输线是完全合理的.参考文献M.B.列别捷夫.《超高频技术》.高等教育出版社傅君眉,冯恩信.《高等电磁理论》.西安交通人学出版社陈振国.《微波技术基础与应用》.北京邮电人学出版社作者简介梅飞.男.助理工程师,081电子集团科技公司高频高能室,主要从事雷达天馈线设计工作。

波导弯曲损耗估算下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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线性损耗和双光子吸收下硅基波导调制不稳定性周伟林;罗风光;余志华;李斌;赵新宇【摘要】为了分析线性损耗和双光子吸收对硅基波导调制不稳定性的影响,采用理论论证和数值模拟相结合的研究方法,推导了调制不稳定性增益谱、峰值增益、峰值增益频率和调制带宽的表达式.论证了波导的线性损耗、双光子吸收系数和脉冲光功率等参量对调制不稳定性的影响,并对给定结构参量的脊波导进行了仿真分析.结果表明,即使在微弱的光功率(几十毫瓦)下,在反常色散区仍然存在强烈的调制不稳定性现象,其增益是相同功率下光纤介质的102~103倍;峰值增益频率和增益带宽随波导的线性损耗指数衰减;峰值增益也随双光子吸收系数指数减少.这为硅基波导调制不稳定性实验研究和超连续谱产生提供了理论参考.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】4页(P489-492)【关键词】光电子学;硅基波导;调制不稳定性;数值模拟;线性损耗;双光子吸收【作者】周伟林;罗风光;余志华;李斌;赵新宇【作者单位】华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;湖南商学院,计算机与电子工程学院,长沙,410205;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN252引言与常规波导相比，绝缘硅波导(silicon-on-insulator,SOI) 由于具有与互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor,COMS)技术无缝集成、强光束约束性和高非线性等独特优势，因而已成为目前极具吸引力的研究对象之一[1-3]。

结合目前日趋成熟的硅器件制造工艺技术，大量基于SOI平台潜在的光学函数功能和器件装置已被研究开发，包括应用在激光产生与光放大、光学调制、光开关、可变光学衰减器和光学滤波等领域[4-5]。

关于矩形波导衰减常数的研究一、 摘要平常我们经常研究的都是理想条件下的波导，但是在实际条件下波导传输电磁场时会有不同程度的损耗，主要分为介质损耗和导体损耗。

本文通过理论分析和程序仿真研究矩形波导中的导体损耗的影响。

二、 引言在矩形波导中由导壁所引起的衰减是主要的，在此情况下已有的解不再正确，因为边界条件已经改变，现在导体上E 的 切向分量是很小的，而场只是从无损耗的解微有改变，或受到“微扰”，现在可先用无损耗的解求导体上H 的近似值，再求导体内耗散功率的近似值，即用“微扰法”求解。

三、 理论1.微扰法的理论依据：导体的导电率高，趋肤深度小，损耗低，有耗波导中场与理想波导中场差别不大，微扰。

2.求解步骤：(1)理想波导中场--》有耗波导中场;(2)有耗波导中场有指数衰减;(3) 传输功率：(4) 单位长度功率损耗：(5) 衰减常数计算：四、计算：1、矩形波导TE10模的衰减常数计算：（1）无耗波导的场为：（2）单位长度导体损耗:00()z z j zE x E e E e e γαβ---==00()z z j z H x H e H e e γαβ---==z t S t e P ds z H E P α20*ˆRe 21-=⋅⨯=⎰ P dzdPP L α2=-=PP L 2=αzy ea x E E γπ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=sin 0z x e a x E j H γπωμγ-⎪⎭⎫ ⎝⎛=sin 0z c z e a x E j k H γπωμ-⎪⎭⎫ ⎝⎛=cos 02200202121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛===⎰==f f b E R dy H R P P c s b z s a x LC x LC η ()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+==⎰==22020022014121f f Z a E R dx H H R P P c s a z x s b y LC y LC η ()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++=====b a f f Z a E R P P P P P cs a x LC x LC b y LC y LC LC 2212202000η(3)单位长度功率:(4)导体衰减常数:2、按上述步骤可求得TM11模的衰减常数为：22332)/(122a b a b f fc ab R P P s LC c ++-==ηα 3、利用Matlab 对TE10和TM11模在不同材料，不同频率，不同尺寸下的计算得到如下结果：1)不同频率fc —3fc ，2)不同材料比较：红绿蓝青线依次表示铝金铜银，电导率依次增大。

共面波导和微带线是在高频通信和雷达系统中常用的传输线路结构。

它们在传输电磁波信号时都存在一定的损耗，影响着高频信号的传输质量。

在本文中，我们将探讨共面波导和微带线在高频的损耗问题，分析其原因和影响，并提出相应的改进方法和技术。

一、共面波导在高频的损耗1.1 电磁波在共面波导中的传输特性共面波导是一种采用金属板作为导体，介质板作为介质的传输线路结构。

在高频情况下，电磁波在共面波导中的传输特性受到了多种因素的影响，其中包括电磁波与金属板的耦合、介质材料的损耗、边缘效应等。

1.2 共面波导中的电磁波损耗来源共面波导中的电磁波损耗主要包括导体损耗、介质损耗和边缘效应等。

其中，导体损耗是由于金属板的电阻导致的能量消耗，介质损耗是由介质材料的吸收和散射导致的能量损失，边缘效应是由于共面波导边缘的电磁场扩散导致的能量损耗。

1.3 共面波导损耗的影响因素共面波导损耗受到多种因素的影响，包括工作频率、板材质料、板厚、金属的电导率、介质材料的损耗因数等。

这些因素会影响共面波导中的电磁波传输特性和损耗程度。

1.4 改进共面波导损耗的方法针对共面波导中的损耗问题，可以通过优化金属板和介质材料的选择、改进导体结构、减小边缘效应等方法来降低损耗，提高传输效率。

二、微带线在高频的损耗2.1 电磁波在微带线中的传输特性微带线是一种常用的高频传输线路结构，其主要特点是采用金属板与地面板之间的介质作为传输介质。

在高频情况下，电磁波在微带线中的传输特性受到了电磁波与介质之间耦合、金属板材料的损耗等因素的影响。

2.2 微带线中的电磁波损耗来源微带线中的电磁波损耗主要包括金属板的导体损耗、介质材料的损耗和边缘效应等。

其中，金属板的导体损耗是由于金属板的电阻导致的能量消耗，介质材料的损耗是由介质材料的吸收和散射导致的能量损失，边缘效应是由于微带线边缘的电磁场扩散导致的能量损耗。

2.3 微带线损耗的影响因素微带线损耗受到多种因素的影响，包括工作频率、板材质料、板厚、金属的电导率、介质材料的损耗因数等。

硅光波导端面散射损耗解释说明以及概述1. 引言1.1 概述硅光波导已经成为光通信和集成光子学中的重要组成部分，其具有低损耗、高密度集成等优势。

然而，在实际应用中，硅光波导端面散射损耗一直是一个严重影响其性能和可靠性的问题。

端面散射损耗指的是光在硅光波导端面与环境界面发生散射而产生的能量损失。

了解和解决硅光波导端面散射损耗问题对于推动硅光子技术的发展具有重要意义。

1.2 文章结构本文主要围绕硅光波导端面散射损耗进行探讨，并包括以下几个方面内容：2. 硅光波导端面散射损耗解释说明：首先介绍硅光波导的基本原理以及与入射光束交互过程，然后详细阐述端面散射损耗产生的原因和机制。

3. 硅光波导端面散射损耗的影响因素分析：分析不同的因素对硅光波导端面散射损耗的影响，包括波导结构参数、材料选择以及其他环境因素。

4. 硅光波导端面散射损耗的研究进展和应用现状综述：综述硅光波导端面散射损耗的研究方法和测量技术，介绍相关的研究成果和发展趋势，并展望其在各个应用领域中的前景。

5. 结论：对本文进行总结与讨论，提出硅光波导端面散射损耗的未来研究方向，并探讨其实际应用价值和意义。

1.3 目的本文旨在全面阐述硅光波导端面散射损耗解释说明，分析其影响因素，并综述相关的研究进展和应用现状。

通过本文内容的阐述，将有助于加深对硅光波导端面散射损耗这一问题的理解，为进一步改善硅光波导器件性能提供重要参考。

2. 硅光波导端面散射损耗解释说明2.1 硅光波导基本原理硅光波导是一种基于硅材料和光的传输原理实现的微纳光学器件。

它由一系列纳米级硅结构组成，通过在硅晶体上制造控制性缺陷和界面以控制光的传播。

硅光波导可以将电信领域使用的通信波长范围内的光信号进行高效传输和处理。

2.2 光束与硅光波导的交互过程当入射光束遇到硅光波导时，会发生多种途径的相互作用。

其中之一是端面散射。

端面散射是指当入射光束与硅光波导材料接触表面产生反射、折射和散射等现象。