聚合物波导调制器研究：泰勒级数展开法在TM模分析中的应用

本文详细探讨了聚合物脊型波导在Mach-Zehnder(M-Z)调制器中TM模的应用，以及如何通过泰勒级数展开法进行高效分析。研究团队由李晨、廖进昆、蒋亚东等人组成，他们在电子科技大学光电信息学院进行此项研究。 聚合物脊型波导因其独特的结构特性，被广泛应用于光学通信领域，特别是在电光调制器的设计中。在该研究中，研究人员首先利用有效折射率法计算出波导的横向折射率分布，这是一种用于描述光在不同介质中传播的重要参数。通过这种方式，可以将复杂的三维光波传播问题简化为二维问题，从而降低计算复杂度。 在傍轴近似条件下，研究团队采用了Crank-Nicholson差分格式，这是一种数值积分方法，能够有效地解决波动方程。他们进一步发展了泰勒级数展开法，通过对泰勒级数的运用，将复杂的函数近似为一系列简单的多项式，这使得计算过程更为简便且精度较高。 在Mach-Zehnder光波导的TM模（横磁模）模拟中，他们研究了不同参数如波导宽度、厚度、材料的折射率以及外部电场对光损耗的影响。这些参数的调整直接影响到光波在波导中的传播效率和调制性能。结果显示，泰勒级数展开法在保持高精度的同时，也具备良好的稳定性，其算法简洁，易于编程实现，因此是一种理想的光波导数值分析工具。 这项研究的结论是，泰勒级数展开法在聚合物电光调制器设计中具有显著优势，能够为实际的器件制作提供有力的理论支持。通过优化这些参数，可以提高调制器的性能，例如降低损耗，提升调制效率，这对于下一代高速光通信系统的发展至关重要。因此，该方法对于工程技术人员来说，不仅提供了新的分析手段，也为聚合物电光调制器的创新设计提供了新思路。 关键词：电光聚合物；Mach-Zehnder波导；TM模；有效折射率法；泰勒级数展开法 中图分类号：TN252-34 文献标志码：A 文章编号：1002-2082(2008)02-0313-04