用于计算任意层平板波导结构

资 源 简 介

用于计算任意层平板波导结构

详 情 说 明

计算任意层平板波导结构是集成光学和光子器件设计中的基础任务。通过分析多层介质中光的传播特性，可以确定波导的关键参数，如有效折射率、横向光场分布以及远场辐射模式。

核心计算目标 有效折射率：反映光在波导中传播时的等效相位速度，是模式分析的核心指标。 光场分布：描述光强在波导横截面上的驻波形式，直接影响模式耦合和损耗特性。 远场分布：通过傅里叶变换近场结果得到，用于评估波导的出射光束质量。

实现思路 基于转移矩阵法或有限差分法，将波导的边界条件转化为特征值问题。对于多层结构，需分段求解亥姆霍兹方程，并通过界面连续条件匹配各层解。最终通过数值迭代收敛到模式的有效折射率，并导出场分布。

扩展应用 该方法可适配硅基光电子器件、聚合物波导等场景，通过调整材料折射率和厚度参数优化设计，例如实现低损耗传输或特定模式选择性激发。