Запис Детальніше

Аналіз планарних хвилеводів методом збурення

Електронний науковий архів Науково-технічної бібліотеки Національного університету "Львівська політехніка"

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Аналіз планарних хвилеводів методом збурення
Аnalysis of planar waveguides by perturbation method
 
Creator Фітьо, В. М.
Ромах, В. В.
Бобицький, Я. В.
 
Subject підсилення
направлена мода
діелектрична проникність
планарний хвилевід
стала поширення
guided mode
gain
permittivity
planar waveguide
propagation constant
 
Description Використано метод визначення сталих поширення планарних хвилеводів за наявності збурення діелектричної проникності. Метод ґрунтується на представленні поля збуреного хвилеводу у вигляді лінійної комбінації полів незбуреного хвилеводу з деякими коефіцієнтами. Проведено розрахунки для хвилеводів, які не впливають на випромінювання (пасивні), поглинають чи підсилюють його (активні). Ця теорія є наближеною, коли враховуються лише направлені моди, проте може бути точною, коли немає взаємодії між модами. One of the important tasks today in the field of communications and information technologies is the ability to provide high-speed data transmission using fiber-optic communication lines. The presence of existing homo- and heterostructures in semiconductor
lasers cannot implement this task due to the fact that at high-frequency modulation these
structures generate a large number of modes, i.e., wavelengths. As an alternative, distributed
feedback lasers (DFB lasers) are used which active medium is similar to a waveguide that
includes a periodic structure, namely a grating. A waveguide indicates that active layer has
greater refractive index than layers surround it. In a grating which is formed at layer interface
of structure, Bragg reflection occurs providing single-mode generation in spite of spatial
failure due to a standing wave in active medium. As to the theory of distributed feedback lasers, it is well developed and studied when first order Bragg conditions are carried out. Instead, there is another situation for higher order Bragg conditions (second, third). In particular, the theory for analysis of waveguide lasers to
satisfy second order conditions is described, but it is only applied to active waveguides with
surface relief gratings; in addition, representation of the fields in active waveguide is not quite
complete. Also, the fields are not sufficiently presented for waveguides with bulk gratings
resulting radiation is expected only from waveguide top, but at small angles to the axes x (i.e.,
almost perpendicular to a waveguide) and z (beam generated is propagating in a substrate) it is
not provided by the theory. The theory of propagation of plane only reflective wave in periodic
medium with gain and without it is worked out, and generation conditions at implementation of second and higher order Bragg conditions are obtained. But there is no possible to use this theory directly for waveguide DFB lasers because it is not clear how fields and waveguide mode constants of planar waveguides are calculated. Therefore, the aim of this work is a usage of method to find propagation constants of waveguide modes at perturbation presence which is determined by change of waveguide permittivity during pumping. This method is based on fact that field of unperturbed waveguide is represented as linear combination of unperturbed waveguide fields with coefficients which depends on coordinate along which waveguide modes propagate. As a result, systems of second order differential equations are obtained. In this paper, both passive (permittivity ε(x) is a real function) and active (ε(x) becomes imaginary values) waveguides without grating in a structure are considered. Using both the perturbation method and approach based on Fourier transform, symmetric and asymmetric waveguides are analyzed, and propagation constants of guided modes are found. Good coincidence of results obtained by these methods is observed. Difference is only in last digits of propagation constants; it appears due to rounding. Theory used is approximate because only guided modes are taken into
account, but it can be accurate when there is no interaction between modes of unperturbed
waveguide.
 
Date 2015-01-16T12:30:53Z
2015-01-16T12:30:53Z
2014
 
Type Article
 
Identifier Фітьо В. М. Аналіз планарних хвилеводів методом збурення / В. М. Фітьо, В. В. Ромах, Я. В. Бобицький // Вісник Національного університету "Львівська політехніка". – 2014. – № 796 : Радіоелектроніка та телекомунікації. – С. 237-242. – Бібліографія: 11 назв.
http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/25973
 
Language ua
 
Publisher Видавництво Львівської політехніки