以傳播光束法解光纖耦合問題

Abstract

光纖方向性耦合器在光纖通信系統中是一重要的基本元件，在光纖區域網路中，它可 以當作一分歧點，可借此元件將信號的能量傳至工作站一端，使工作站與主機達到接 收與傳送的功能，另外，它也能作為開關，光信號混合等不同的運用． 在解決耦合問題，很多分析都是利用弱耦合假設下的耦合模態理論，近年來國際學術 界對光波導的耦合模態理論做更深入的研究立論出一些修正，但是仍有一些問題．由 於傳播光束法在解波動方程的準確度極高，所以，我們利用此數值分析來瞭解光波導 耦合問題，先給此一耦合系統一起始值，然後以傳播光束法解此耦合系統的波動方程 ，由此求出電場隨傳播方向變化的情形． 進而得出兩耦合波導能量轉移的情形，發 現在不同寬度的波導耦合時，其能量之間的轉移有非對稱性的現象，即能量有寬度大 的波導轉移至寬度小的波導的比率較少．反之，寬度小的波導其能轉移的比率較大， 而從耦合模態方程所得能量變化為對稱性轉移．我們分別就一維波導與二維光纖的情 況來討論此耦合分析．