文档介绍：长春理工大学
硕士学位论文
矩形光波导的数值模拟分析与器件的优化设计
姓名:雷鹏
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:石邦任
20080401
要摘针对国内外集成光学陀螺的需要,本文对其基本器件矩形光波导进行了数值分析,并通过计算机软件进行编程实现,从而对矩形光波导器件进行优化设计。本文对直角坐标系下有限差分光束传播法和曲线宽角有限差分光束传播法建立了理论模型。在此模型的基础上,结合边界条件,利用计算机模拟出了矩形光波导、分支波导的光场传播图,然后详细地分析了矩形光波导中光场的传输特性,对影响其传播的因素进行了仔细的分析和讨论,并将计算结果和有关文献报道的结果进行了对结果表明,利用有限差分光束传播法对光波导器件进行模拟,其结果是精确的。为集成光学陀螺的研制提供了良好的理论指导和技术基础。比研究。关键词:光束传播法矩形光波导有限差分宽角边界条件
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作者虢盟:丝吐月卫日作者签名:亟瑚多咝年土月—≥乙日趔年』月立日指导导师签名:丕趔坌长春理工大学硕士学位论文原创性声明长春理工大学学位论文版权使用授权书文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文舨权使用规定”,同采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,匦喂獠ǖ嫉氖的D夥治鲇肫骷挠呕杓啤肥本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可
第一章绪论§引言陀螺的范畴。随着激光器的发明,第一代光学陀螺——激光陀螺得到了较快的发展,母拍睢啊K曛咀诺诙庋勇荨!9庀送勇莸牡9庀送勇菀晃惯性技术是在经典力学的理论基础上发展起来的,又是一门综合了当代最新科技成果的多科学、综合性使用的尖端技术。惯性技术是保卫飞机、舰船、火箭等载体能顺利完成导航与控制任务的关键技术之一,也是国家科技实力的一个重要标志,不仅在军事上占有重要的地位,在民用领域也有着广泛的应用。惯性导航是完全自主式的导航系统,它利用陀螺和加速度计这两类惯性传感器的测量信息直接计算出载体的姿态、速度、位置等导航参数。因此它既不向外界发射能量,也不依赖外界的任何信息,因此具有不受干扰、可在空中、太空、地下、水下的任何地方使用、动态性能好、导航输出信息丰富等独特的优点。惯性陀螺仪是惯性技术的关键。早在年,傅科就首先将高速旋转的刚体称为陀螺,后人研制出了原理相同、结构不同的陀螺罗盘。后来,又有航向陀螺仪、陀螺垂直仪及自动驾驶仪相继问世,以满足火炮控制和航空工业的需要。这些都属于机械目前虽然已经进入商品化,但是只适用于中低精度要求的情况下。年,、结构的灵活性以及诱人的前景,引起了世界上许多国家的大学和科研机构的普遍重视,二十多年来获得了很大的进展。被普遍研究的干涉型光纤陀螺,它的实验室精度已达到。痟,而且其商用产品也已在多个领域中获得应用。同时,高精度的的研制与开发正日趋成熟。年,又提出了谐振型光纤陀螺和布里渊型光纤陀螺思想。前者主要用来解决光源的波长稳定性问题,而后者的优势在于更大的动态范围。二者都能在一定程度上简化结构,只是尚处于原理性研究阶段,而已处于由实验室向实用化过渡的阶段。目前,随着集成光学的发展和进步,传统的,非集成的离散光学元件系统由于体积和重量大,稳定性差和光束的调准困难,已不能适应现代信息光电子技术发展的需要,所以为了满足当今信息时代的需求,光学器件的发展从传统的离散光学器件发展到目前的集成光学阶段,从而达到了獠ㄔ诠獠ǖ贾写úィ獠ㄒ资芸刂坪捅3其能量。苫吹奈裙潭ㄎ弧电子器件的工作电压也比较低。β拭芏雀撸体积小,重量轻等优点。因此,伴随着科技的进步发展,光学陀螺也走迸了集成化时代。集成光学陀螺就此诞生了。其利用光波导将发光元件、透镜、光传输、光调制、光勰合以及光接收等器件连接在一起,集成在衬底上,构成具有~定独立功能的微型光学体系。由于集成骷叽绾拖嗷プ饔贸ざ人醵蹋喙氐光学陀螺的上述突出优点,使其在机动载体和军事战术上的应用非常理想,因此颇受
英的集成光学陀螺研究亡作已取得很大进展。中低精度等级的集成光学陀螺以产品化,并在众多领域得到应用;高精度的集成光学陀螺的开发和研制也正逐步走向成熟。目前国内外现已有相关报道。集成光学陀螺遣捎孟冉奈⒚祝擅准晒电子技术,用光波导集成光路作为其谐振腔