sin 波导 损耗
光波导偏振相关损耗
光波导偏振相关损耗光波导偏振相关损耗光波导是现代光电子学领域中不可或缺的基本元件。
在信号传输过程中，偏振相关损耗是一项非常重要的指标。
本文将从理论和实验两个层面，结合作者的相关研究经验，介绍光波导偏振相关损耗的相关知识。
1. 理论模型在光波导中，偏振相关损耗主要分为两种：模式耦合损耗和极化转换损耗。
模式耦合损耗指的是偏振与模场分布差异导致的能量耗散，主要由不同模式的交叉“耦合”所致。
极化转换损耗指的是材料或结构的非对称性因素导致所谓极化模式的相互转换引起的能量损耗。
在理论模型中，可以通过数学方程描述这两种损耗的量化关系。
通过物理模型的建立可以清楚的了解光波导中偏振相关损耗的成因和影响因素。
2. 实验验证实际上，光波导中偏振相关损耗的研究更多是通过实验验证。
在实验中，可以通过两种方式来评估偏振相关损耗：一种是激光器光束入射波导中，通过比较出射处不同波长的吸收损耗，评估不同偏振下的损耗值；另一种是通过光学显微镜技术，直接测量波导中偏振依赖的光场分布，展示偏振相关损耗分布。
实验中，偏振相关损耗的量化非常复杂，往往需要结合复杂的测试设备和实验条件。
研究人员需要在不同测试条件下模拟实验环境和光波导材料的特性，同时对实验结果进行回归分析和误差分析，确保测试结果的可信度。
因此，实验验证的结果对于理论建模和实际工程应用都具有重要的指导意义。
3. 影响因素光波导偏振相关损耗的大小和受到以下因素的影响：(1) 光波导材料的折射率差异性；(2) 波导结构的设计和制备精度；(3) 材料的非线性光学效应；(4) 材料的吸收特性和散射特性；(5) 材料的温度、压力等环境因素。
因此，在实际应用中，设计和优化光波导结构的过程中需要考虑这些因素，以充分考虑偏振相关损耗对光学设备性能的影响。
本文介绍了光波导偏振相关损耗的理论模型和实验验证。
通过深入分析光波导中偏振相关损耗的成因和影响因素，可以帮助光学设计和工程应用中更好地优化光学器件结构和性能，实现更有效地信号传输。
波导的损耗——精选推荐
波导的损耗O八一科技波导的损耗3l波导的损耗梅飞(零八一总厂高频高能室广元628017)摘要:本文介绍了存在表面损耗和介质损耗时波在波导中传播的损耗.并给出了几种模式下衰减常数的计算,可以方便地估算出波在波导中传播的损耗.关键词:损耗传播常数衰减常数微扰表面阻抗1引言波沿波导传播时,由于制成波导金属的阻抗和波导内填充介质的电导率为有限值,将引起损耗.有了损耗,电磁波的幅度将随电磁波传输距离的增大而减小,传播常数也不再是纯虚数而成为复数,即^y=+jp.这样,就必须引入新的边界条件来决定波导内的损耗.2波导壁损耗波导壁上的损耗,是由于实际电导率8为有限值,电流流过时产生焦耳热所引起的. 当波导壁存在损耗时,波导内的场将随着传播距离z的增大而衰减.此时场量可表示为:E=En.eei'H=H.T0e=H.T0e_i(1)电场和磁场的幅度均按照e的规律衰减.因而传输功率是按照e的规律衰减.衰减的大小用衰减常数来衡量.波沿波导单位长度损耗的功率PL可表示为:PL=P(1一e)D变换所得表达式有:e1一(2)P式中,P是无损耗时沿波导传输的功率.n通常波导中填充空气介质,其损耗极小,故可令《1,将e展开为级数,可得管上,D壁衰减常数的关系式:d一兰(3)2P波沿波导单位长度损耗的功率PI_又可表示为:波导的损耗O八一科技Pl=R.fHt?dl=手fIHtIdl(4)由于建立考虑管壁损耗的波导的严格理论非常困难,所以在求解波导管壁的损耗时,可应用"微扰"的概念.即认为波导管壁的电导率不影响波导管内部的场分布,不影响波导内壁表面上的磁场,它的影响仅是在波导内壁上产生了切向电场(由于波导的电导率较大,这样的假设不会引起显着的损差).zs:(1+j),/=(1+j)Rs(5)P=R.(ExH)=Rs【(exHs)xHs】=RsIHsI(6)P一.}(x)～zdS}(7)将式(4),(7)代人式(3),可得由于金属管壁引起的衰减常数:仅一南篱[1-(料坤……仅一嚣南…一0:南(10嘲～南…)O八一科技波导的损耗33姆砜～南空气同轴线盹Mas蠹11以上式中',设波导中介持为甄67矩形波导TE..模的衰减常数与频率的关系如图1所示: 衰减0.160.120.08O.O4(dB/m)^I——一/一=I——,¨\/.,/一一\\一b一,_一——,f—一一—,一口,//._,.一=l,,一5?10152025f(Gl-lz)图1矩形波导TE.模的衰减常数与频率的关系图(12)(13)从损耗的衰减曲线可以看出:在接近于临界频率时,波导的损耗急剧上升,在离临界频率足够远的情况下,波导中的衰减一般是不大的.3介质损耗引起功率损耗的另一个因素是介质损耗,介质损耗是由于波导内填充介质的电导率为有限值而带来的,考虑介质损耗时,麦克斯韦方程:VxH=jtaeE变为VxH=jtaeE+SjE=jtaeE(1+)(14)J∞8式中6是介质的电导率.由lit.--j'~,计算介质损耗时,可以将无介质损耗时的8改为8(1+)j8式k~2=k2+'y成为:k2=We(1+)+-g即:34波导的损耗O八一科技在微波频段,一般《l,因此上式近似为:,/面(1+)u.J'Os应用无损耗时相位常数满足的关系式:jp=,/:广则可表示为:一jp(1+1):+jp.(15)Zl'O8Z'O8其中,实数代表介质有耗时的衰减常数,==tan8cNp,m:_27.3tan8(dB,m)(16)人g式中.tan8是介质的损耗角正切.对于同轴线,上式中的用介质中的波长入代入,如果同轴线内外导体间介质的相对介电常数为8r,d又可写成:d:27一.3tan8:,/tan8^g^o是电磁波在空气中的波长.4结束语从上面的计算和衰减曲线中知道,当矩形波导尺寸固定时,尺寸b愈小,则电磁波在波导中的损耗愈大;波沿波导传播的功率正比于截面的面积(见方程式6),而管壁中的损耗功率在第一次近似上应正比于横截面的周长,因而损耗的相对量值就随着尺寸b的减小而增加.必须指出.波导并不适合于长距离传输功率而且波导连接一般是硬连接,活动性不强.在实际应用中波导的长度为数米或最大不超过数十米.因此,把短波导作为无损耗的传输线是完全合理的.参考文献M.B.列别捷夫.《超高频技术》.高等教育出版社傅君眉,冯恩信.《高等电磁理论》.西安交通人学出版社陈振国.《微波技术基础与应用》.北京邮电人学出版社作者简介梅飞.男.助理工程师,081电子集团科技公司高频高能室,主要从事雷达天馈线设计工作。
波导弯曲损耗估算
波导弯曲损耗估算下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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线性损耗和双光子吸收下硅基波导调制不稳定性
线性损耗和双光子吸收下硅基波导调制不稳定性周伟林;罗风光;余志华;李斌;赵新宇【摘要】为了分析线性损耗和双光子吸收对硅基波导调制不稳定性的影响,采用理论论证和数值模拟相结合的研究方法,推导了调制不稳定性增益谱、峰值增益、峰值增益频率和调制带宽的表达式.论证了波导的线性损耗、双光子吸收系数和脉冲光功率等参量对调制不稳定性的影响,并对给定结构参量的脊波导进行了仿真分析.结果表明,即使在微弱的光功率(几十毫瓦)下,在反常色散区仍然存在强烈的调制不稳定性现象,其增益是相同功率下光纤介质的102~103倍;峰值增益频率和增益带宽随波导的线性损耗指数衰减;峰值增益也随双光子吸收系数指数减少.这为硅基波导调制不稳定性实验研究和超连续谱产生提供了理论参考.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】4页(P489-492)【关键词】光电子学;硅基波导;调制不稳定性;数值模拟;线性损耗;双光子吸收【作者】周伟林;罗风光;余志华;李斌;赵新宇【作者单位】华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;湖南商学院,计算机与电子工程学院,长沙,410205;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN252引言与常规波导相比，绝缘硅波导(silicon-on-insulator,SOI) 由于具有与互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor,COMS)技术无缝集成、强光束约束性和高非线性等独特优势，因而已成为目前极具吸引力的研究对象之一[1-3]。
结合目前日趋成熟的硅器件制造工艺技术，大量基于SOI平台潜在的光学函数功能和器件装置已被研究开发，包括应用在激光产生与光放大、光学调制、光开关、可变光学衰减器和光学滤波等领域[4-5]。
波导的传输损耗
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第九章 导行电磁波
3. 下面我们主要计算波导壁不是理想导体产生的损耗
(1) 非理想导体波导壁引起的衰减，改变了波导中电场和磁场 分布，严格计算十分复杂。
(2) 常用的近似处理方法：采用理想导体波导壁情况下的 电 场和磁场分布 ，另外引入波导壁的有限电导率σ。也就是说 ，非理想导体波导壁对 电场和磁场的扰动可忽略，仅仅引起 电场强度和磁场强度的衰减，从而产生功率损耗。
fc 2 2 H z (0, y, z ) H z (a, y, z ) 2 ( ) E0 f 1 f x 2 2 2 H x ( x,0, z ) H x ( x, b, z ) 2 [1 ( c ) 2 ]E0 sin 2 ( ) f a 1 fc 2 2 2 2 2 x H z ( x,0, z ) H z ( x, b, z ) 2 ( ) E0 cos ( ) f a
z
z
ZTE
1 ( fc f )2
1 ( c ) 2
1 1 1 1 fc 1 fc ( ) ( ) ( ) ( ) a f c c f f
f c c (2a) c 2a
2018/8/8 电磁场理论
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第九章 导行电磁波
TE波
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波导的传输功率为 TM波 PTM
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TM
TE波 PTE
2018/8/8
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S TE
2 1 2 ez ds ( Ex E y )ds s 2ZTM 0 2 1 2 ez ds ( Ex E y )ds s 2ZTE 0
电磁场理论
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第九章 导行电磁波
三角形对称双脊波导衰减特性的FDTD分析
准衰减常数 随着脊 宽以及脊间距 的增 大而减小；归一化衰减常数 随着 归一化截止波
长 的 增 大 而单 调 递 增 研 究得 到 的结 论 能 够 为 三 角形 脊 波 导 的 工 业设 计 提 供 重要 的
数据参考。
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２ 数值 计算结果及分析
为了说 明本文 中算 法 的精 确度， 先对矩形 双脊波导 首
ｂａ ０５ｓａ ０４，／＝ ．时 的 标 准 衰 减 常 数 进 行 了计 算 ， ／＝ ．， ＝ ． ｄｂ ０４ ／ 然 后 同文 献 进 行 了 对 比 ， 比结 果 如 表 １ 示 ， 以看 出计 算 对 所 可
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研 究 ， 用横 向谐 振 法 给 出 了 求解 矩 形 脊 波 导 的 截 止 波 长 】 利
和特 性 阻 抗 的 方 程 和 特 性 图 ，从 此脊 波 导 得 到 了广 泛 的 关
注 。 ６ 年 代 ， ｙｅ 准 静 态 法 得 到 了 任 意 尺 寸 比例 的 脊 波 Ｏ Ｐ ｌ用
导 的 本 征 值 ； ９ 年 代 ， ｅｍｉ Ｓ ｎ 磁 场 积 分 方 程 方 法 ０ Ｗ ｉ ｎ ｕ用
固 圈 困 ． 囤 园 虱
矩形波导衰减常数的研究
关于矩形波导衰减常数的研究一、 摘要平常我们经常研究的都是理想条件下的波导，但是在实际条件下波导传输电磁场时会有不同程度的损耗，主要分为介质损耗和导体损耗。
本文通过理论分析和程序仿真研究矩形波导中的导体损耗的影响。
二、 引言在矩形波导中由导壁所引起的衰减是主要的，在此情况下已有的解不再正确，因为边界条件已经改变，现在导体上E 的 切向分量是很小的，而场只是从无损耗的解微有改变，或受到“微扰”，现在可先用无损耗的解求导体上H 的近似值，再求导体内耗散功率的近似值，即用“微扰法”求解。
三、 理论1.微扰法的理论依据：导体的导电率高，趋肤深度小，损耗低，有耗波导中场与理想波导中场差别不大，微扰。
2.求解步骤：(1)理想波导中场--》有耗波导中场;(2)有耗波导中场有指数衰减;(3) 传输功率：(4) 单位长度功率损耗：(5) 衰减常数计算：四、计算：1、矩形波导TE10模的衰减常数计算：（1）无耗波导的场为：（2）单位长度导体损耗:00()z z j zE x E e E e e γαβ---==00()z z j z H x H e H e e γαβ---==z t S t e P ds z H E P α20*ˆRe 21-=⋅⨯=⎰ P dzdPP L α2=-=PP L 2=αzy ea x E E γπ-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=sin 0z x e a x E j H γπωμγ-⎪⎭⎫ ⎝⎛=sin 0z c z e a x E j k H γπωμ-⎪⎭⎫ ⎝⎛=cos 02200202121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛===⎰==f f b E R dy H R P P c s b z s a x LC x LC η ()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+==⎰==22020022014121f f Z a E R dx H H R P P c s a z x s b y LC y LC η ()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+++=====b a f f Z a E R P P P P P cs a x LC x LC b y LC y LC LC 2212202000η(3)单位长度功率:(4)导体衰减常数:2、按上述步骤可求得TM11模的衰减常数为：22332)/(122a b a b f fc ab R P P s LC c ++-==ηα 3、利用Matlab 对TE10和TM11模在不同材料，不同频率，不同尺寸下的计算得到如下结果：1)不同频率fc —3fc ，2)不同材料比较：红绿蓝青线依次表示铝金铜银，电导率依次增大。
圆波导、同轴线、带状线、微带线简介
c 2 a '
圆波导 函数；设 mn 是m阶贝塞尔函数的第n个根 Ez a 即 0 则对于TM波，有： J m (kc a) 0
J m (mn ) 0 故可得： k mn
且
c
a mn 则确定Ez后，在柱坐标下就可求出其它各场分量。
圆波导的传输特性 与矩形波导不同, 圆波导的TE波和TM波的传输 特性各不相同。
We W W 2 b b (0.35 ) b 0
W W b b 0.35 0.35
由此可看出，带状线的特性阻抗随导带宽度W增 大
带状线简介 而单调减小。设计电路时，通常给定特性阻抗和 基片材料 ，而要求设计导带的宽度W，故可得 到综合设计公式：
30 0.441 r Z0 W b 30 0.85 1.041 r Z0
圆波导
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sin 波导损耗
波导的损耗主要包括以下几个方面：
1. 电阻损耗：波导内壁表面会存在一定的电阻，当电流通过波导时会产生热量，导致能量的损耗。
2. 铺排损耗：波导内部电磁场的能量会透过波导的接口辐射出来，称为铺排损耗。
这是由于波导并非完全封闭的结构，无法完全阻止电磁波的辐射。
3. 弯曲损耗：当波导存在弯曲或弯折时，电磁波无法完全匹配波导的壁面，会产生反射和散射，从而引起损耗。
4. 边界吸收损耗：波导的边界也会对电磁波产生一定的吸收，并将其转化为热能，从而引起能量损耗。
5. 其他损耗：波导的损耗还会受到材料特性、制备精度、表面涂层等因素的影响，同时在高频率和高功率状态下，还会存在耦合和非线性效应引起的损耗。
为了减小波导的损耗，可以采取以下措施：
1. 选择低损耗的材料：波导的材料会对损耗有很大影响，应选择具有低损耗特性的材料。
2. 优化波导结构：合理设计波导的尺寸和形状，以减小铺排损耗和弯曲损耗。
3. 表面涂层处理：在波导内壁进行特殊涂层处理，以减小边界吸收损耗。
4. 提高制备精度：制备过程中要保证波导的精度，减小表面粗糙度和尺寸偏差，以降低损耗。
5. 优化工作条件：合理选择工作频率和功率，避免高频高功率状态下的耦合和非线性引起的损耗。
需要注意的是，波导的损耗是无法完全消除的，只能通过上述措施来减小损耗，以提高波导的传输效率。