集成光电子学题集资料
真空电子器件的微波光电子集成技术考核试卷

9.微波光电子集成中的微波信号处理技术包括信号的采样。()
10.微波光电子集成技术不适用于雷达系统。()
五、主观题(本题共4小题,每题10分,共40分)
1.请简述真空电子器件在微波光电子集成技术中的作用,并列举至少三种常见的真空电子器件。
2.描述微波光电子集成中光波导的基本原理,并讨论其在集成微波光电子系统中的优势。
3.半导体材料通过能带结构调控实现光电子器件功能。常用材料如硅和砷化镓,前者适用于低频段,后者适用于高频段。
4.信号失真主要由非线性放大和器件不匹配造成。减少方法包括线性化设计和使用高品质因子器件。
A.电子管原理
B.半导体原理
C.光电效应
D.磁电效应
2.微波光电子集成技术中,以下哪种器件不属于真空电子器件?()
A.微波管
B.阴极射线管
C.激光器
D.微波功率放大器
3.下列哪种材料最适合用于微波光电子集成中的高频电路?()
A.硅
B.砷化镓
C.铜线
D.铝
4.在微波光电子集成中,以下哪个部分是微波信号的产生部分?()
12. C
13. A
14. A
15. D
16. A
17. B
18. A
19. C
20. A
二、多选题
1. A, B
2. A, B, C
3. A, B, C
4. A, B, D
5. A, D
6. A, B, C, D
7. A, B, C, D
8. A, B, C
9. A, B, C
10. A, B, C, D
A.混频器
B.放大器
1+X集成电路理论习题库(附参考答案)

1+X集成电路理论习题库(附参考答案)一、单选题(共39题,每题1分,共39分)1.如果焊接面上有(),不能生成两种金属材料的合金层。
A、阻隔浸润的污垢B、氧化层C、没有充分融化的焊料D、以上都是正确答案:D2.激光打字在打标前需要调整()的位置。
A、场镜和收料架B、场镜和光具座C、显示器和收料架D、光具座和显示器正确答案:B3.进行芯片检测工艺中的编带外观检查时,其步骤正确的是()。
A、编带固定→固定卷盘→归纳放置→检查外观→编带回料B、归纳放置→固定卷盘→检查外观→编带回料→编带固定C、固定卷盘→归纳放置→检查外观→编带回料→编带固定D、检查外观→归纳放置→固定卷盘→编带回料→编带固定正确答案:B4.引线键合前一道工序是()。
A、第二道光检B、晶圆切割C、芯片粘接D、晶圆清洗正确答案:C答案解析:晶圆贴膜→晶圆切割→晶圆清洗→第二道光检→芯片粘接→引线键合5.下列关于平移式分选机描述错误的是()。
A、传送带将料架上层的料盘输送至待测区料盘放置的指定区域B、料盘输送到待测区的指定位置后,吸嘴从料盘上真空吸取芯片,然后转移至“中转站”C、等待芯片传输装置移动到“中转站”接收芯片并将芯片转移至测试区D、当待测区料盘上的芯片全部转移后,需要更换料盘,继续进行上料正确答案:A6.单晶硅生长完成后,需要进行质量检验,其中四探针法可以测量单晶硅的()参数。
A、少数载流子寿命B、电阻率C、导电类型D、直径正确答案:B7.利用全自动探针台进行扎针测试时,关于上片的步骤,下列所述正确的是()。
A、打开盖子→花篮放置→花篮下降→花篮到位→花篮固定→合上盖子B、打开盖子→花篮放置→花篮固定→花篮下降→花篮到位→合上盖子C、打开盖子→花篮放置→花篮下降→花篮固定→花篮到位→合上盖子D、打开盖子→花篮放置→花篮到位→花篮下降→花篮固定→合上盖子正确答案:B8.晶圆检测工艺中,在进行上片之前需要进行( )操作。
A、导片B、加温、扎针调试C、扎针测试D、打点正确答案:A答案解析:晶圆检测工艺流程:导片→上片→加温、扎针调试→扎针测试→打点→烘烤→外检→真空入库。
集成电路工艺原理试题总体答案资料

目录一、填空题(每空1分,共24分) (1)二、判断题(每小题 1.5分,共9分) (1)三、简答题(每小题4分,共28分) (2)四、计算题(每小题5分,共10分) (4)五、综合题(共9分) (5)一、填空题(每空1分,共24分)1.制作电阻分压器共需要三次光刻,分别是电阻薄膜层光刻、高层绝缘层光刻和互连金属层光刻。
2.集成电路制作工艺大体上可以分成三类,包括图形转化技术、薄膜制备技术、掺杂技术。
3.晶体中的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷等四种。
4.高纯硅制备过程为氧化硅→粗硅→ 低纯四氯化硅→ 高纯四氯化硅→ 高纯硅。
5.直拉法单晶生长过程包括下种、收颈、放肩、等径生长、收尾等步骤。
6.提拉出合格的单晶硅棒后,还要经过切片、研磨、抛光等工序过程方可制备出符合集成电路制造要求的硅衬底片。
7.常规的硅材料抛光方式有:机械抛光,化学抛光,机械化学抛光等。
8.热氧化制备SiO2的方法可分为四种,包括干氧氧化、水蒸汽氧化、湿氧氧化、氢氧合成氧化。
9.硅平面工艺中高温氧化生成的非本征无定性二氧化硅对硼、磷、砷(As)、锑(Sb)等元素具有掩蔽作用。
10.在SiO2内和Si- SiO2界面存在有可动离子电荷、氧化层固定电荷、界面陷阱电荷、氧化层陷阱等电荷。
11.制备SiO2的方法有溅射法、真空蒸发法、阳极氧化法、热氧化法、热分解淀积法等。
12.常规平面工艺扩散工序中的恒定表面源扩散过程中,杂质在体内满足余误差函数分布。
常规平面工艺扩散工序中的有限表面源扩散过程中,杂质在体内满足高斯分布函数分布。
13.离子注入在衬底中产生的损伤主要有点缺陷、非晶区、非晶层等三种。
14.离子注入系统结构一般包括离子源、磁分析器、加速管、聚焦和扫描系统、靶室等部分。
15.真空蒸发的蒸发源有电阻加热源、电子束加热源、激光加热源、高频感应加热蒸发源等。
16.真空蒸发设备由三大部分组成,分别是真空系统、蒸发系统、基板及加热系统。
集成光学考试总结---精品管理资料

第一章1. 集成光学的分类:•按集成的方式划分:个数集成和功能集成•按集成的类型划分:光子集成回路(PIC)和光电子集成回路(OEIC)•按集成的技术途径划分:单片集成和混合集成•按研究内容划分:导波光学和集成光路2. 集成光学的定义(1)集成光学是在光电子学和微电子学基础上,采用集成方法研究和发展光学器件和混合光学-电子学器件系统的一门新的学科。
(2)集成光学是研究介质薄膜中的光学现象,以及光学元器件集成化的一门学科。
(3)集成光学是研究集成光路的特性和制造技术以及与微电子学相结合的学科。
3. 集成光学的主要应用光纤通信,光子计算机,光纤传感4. 集成光学系统有什么优点?1)集成光学系统与离散光学器件系统的比较(1)光波在光波导中传播,光波容易控制和保持其能量。
(2)集成化带来的稳固定位。
(3)器件尺寸和相互作用长度缩短;相关的电子器件的工作电压也较低.(4)功率密度高.沿波导传输的光被限制在狭小的局部空间,导致较高的功率密度,容易达到必要的器件工作阈值和利用非线性效应工作。
(5)体积小,重量轻。
集成光学器件一般集成在厘米尺度的衬底上,其体积小,重量轻。
2)集成光路与集成电路的比较把激光器、调制器、探测器等有源器件集成在同一衬底上,并用光波导、隔离器、耦合器和滤波器等无源器件连接起来构成的光学系统称为集成光路,以实现光学系统的薄膜化、微型化和集成化。
用集成光路代替集成电路的优点包括带宽增加,波分复用,多路开关.耦合损耗小,尺寸小,重量轻,功耗小,成批制备经济性好,可靠性高等。
由于光和物质的多种相互作用,还可以在集成光路的构成中,利用诸如光电效应、电光效应、声光效应、磁光效应、热光效应等多种物理效应,实现新型的器件功能。
第二章1. 光波导的分类(a)平板波导(slab waveguide)(b)条形波导(strip waveguide)(c)圆柱波导(cylindrical waveguide)2。
光电子器件及系统习题集5

光电子技术习题集55.1 带隙与光电探测(a)一半导体用作光电导体(光敏电阻),如果它对黄光(600nm)灵敏,求它的能隙的最大值。
(b)一光电探测器面积为5×10-2 cm2,受到光强为2 mW cm-2的黄光照射。
假设每个光子产生一个电子空穴对,计算每秒产生的对数。
(c)已知半导体GaAs的能隙(E g= 1.42 eV),计算由于电子空穴复合从此晶体发射的光子的主波长。
此波长属于可见光吗?(d)硅光电探测器对GaAs laser发出的辐射敏感吗?为什么?5.2 吸收系数(a)如果d是光电探测器材料的厚度,I o是入射辐射的强度,证明每单位体积样品吸收的光子数为= [1−exp(− )]ℎ(b)一Ge和In0.53Ga0.47As晶体层吸收了90%的1.5 μm的入射辐射,则需要多厚的晶体层?(c)假设在量子效率为一的光电探测器中,每个吸收光子释放一个电子(或电子空穴对),而且光生电子被马上收集。
所以,电荷收集速率受到光子产生速率的限制。
如果入射辐射为100 μW mm-2,(b)中光电探测器的外光电流密度是多少?5.7 InGaAs pin光电二极管考虑一商用InGaAs pin光电二极管,其响应度如图5.49所示。
它的暗电流为5 nA。
(a)当波长为1.55 μm,如果光电流为暗电流的两倍,光功率是多少?此光电探测器在1.55μm处的QE是多少?(b)如果(a)中的入射光功率为1.3 μm处的,光电流是多少?1.3 μm工作的QE是多少?5.12 Si pin光电二极管速率考虑Si pin光电二极管,它的p+层厚为0.75 μm,i-Si层宽为10 μm。
反向偏压电压为20 V。
(a)块体吸收引起的响应速率是多少?什么波长将产生这种响应速率?(b)表面附近吸收引起的响应速率是多少?什么波长将产生这种响应速度?(5.15题中,需要使用拟合软件(Excel、Matlab等))5.15 APD的倍增考虑一商用InGaAs APD倍增随反向偏压变化的实验结果,如表5.8所示。
集成电路习题

• A semiconductor manufacturer has its R&D lab on the coast near sea level and one of its manufacturing fabs on a high altitude plateau. It was found that the APCVD processes developed in the R&D lab couldn’t directly apply in that particular fab.why?(半导体制造商已在海岸的研发实验室附近的海平面和在高海拔高原的制造工厂之一。发现法在开发过程中,研发实验室不能直接适用于特定的Fab抗体。) • On a high-altitude plateau, the atmospheric pressure is significantly lower than at sea level. Because earlier APCVD reactor didn’t have a pressure-control system, a process that worked fine in the R&D lab at sea level might not work well in the high altitude fab because of pressure difference. 在高海拔的高原,大气压力是显着低于海平面的。因为早期的常压化学气相沉积反应器没有压力控制系统,这一过程工作罚款在研发实验室在海平面可能不能很好地工作在高海拔的Fab由于压力差。 • • Why don’t people apply TEOS as the silicon source gas for the silicon nitride deposition to get better step coverage for the nitride film?为什么人们不使用TEOS为氮化硅沉积的氮化膜得到更好的台阶覆盖硅源气体? • In the TEOS molecule, the silicon atom is bonded with four oxygen atoms. It is almost impossible to strip all oxygen atoms and have silicon bonded only with nitrogen. Therefore, TEOS is mainly used for the oxide deposition and the nitride deposition normally uses silane as the silicon source gas. 在TEOS分子,硅原子与四个氧原子。这几乎是不可能的带氧原子和氮键合硅。因此,TEOS主要用于氧化物沉积和沉积氮化通常利用硅烷作为硅源气体。
1+X集成电路理论练习题库(含答案)
1+X集成电路理论练习题库(含答案)一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、当芯片移动到气轨( )时,旋转台吸嘴吸取芯片。
A、首端B、中端C、末端D、任意位置正确答案:C答案解析:当芯片移动到气轨末端时,旋转台吸嘴的升降电机到达芯片正上方,吸嘴产生一定负压将该芯片吸起,升降电机上移并后退进入旋转台,上料完成。
2、{在扎针测试时,需要记录测试结果,根据以下入库晶圆测试随件单的信息,如果刚测完片号为5的晶圆,那么下列说法正确的是:( )。
}A、TOTAL=5968,PASS=5788B、TOTAL=6000,PASS=5820C、T0TAL=5820,FAIL=180D、TOTAL=5788,FAIL=212正确答案:B答案解析:入库晶圆测试随件单中的合格数指的是除去测试不合格及外观不合格的合格数量,因此,总数TOTAL=“合格数”+“测试不良数”+“外观剔除数”,测试合格数PASS=“合格数”+“外观剔除数”,测试不合格数FAIL=“测试不良数”。
所以对于片号为5的晶圆,TOTAL=6000,PASS=5820,FAIL=180。
3、在光刻过程中,完成涂胶后需要进行质量评估,以下不属于涂胶质量评估时,光刻胶覆盖硅片的质量缺陷的是()。
A、光刻胶的回溅B、光刻胶中有针孔C、光刻胶起皮D、光刻胶脱落正确答案:D4、低压化学气相淀积的英文缩写是()。
A、APCVDB、PECVDC、LPCVDD、HDPCVD正确答案:C答案解析:APCVD是常压化学气相淀积;PECVD是等离子体增强型化学气相淀积;LPCVD是低压化学气相淀积;HDPCVD是高密度等离子体化学气相淀积。
5、清洁车间内的墙面时要求使用()进行清洁。
A、麻布B、不掉屑餐巾纸C、无尘布D、棉正确答案:C答案解析:一周擦一次墙面,清洁车间内的墙时应使用无尘布。
无尘布由100%聚酯纤维双面编织而成,表面柔软,易于擦拭敏感表面,摩擦不脱纤维,具有良好的吸水性及清洁效率。
光电子试题含答案
一、名词解释(25’)1.双折射现象:2.等离子体:3.光无源器件:4.光热效应:5.光盘:二、简答题(25’)1.光的基本属性?2.什么是消逝波?3.什么叫磁光效应?4.简述光纤的基本结构?5.简述激光器的基本结构?三、论述题(20’)1.论述液晶的特点及其应用?2.论述根据什么现象可以检测出入射光的偏振态?3.论述光隔离器的基本结构与工作原理?4.论述光电子技术的发展历史?四、计算题(30’)1.He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ,求最靠近632.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。
如果增益曲线宽度为9105.1⨯Hz ,则可能引起的纵模总数是多少?2.设有一平面介质波导,各层折射率分别为1,1.2,21.2n 321===n n ,波导层厚度d=4.6μm 。
若总反射相移为π23,则当入射光波长为1.31μm 时,问: (1)波导中能传输的模式总数是多少?(2)要想传输单模,波导厚度应如何设计?3.PIN 光电二极管,受波长为1.55μm 的12106⨯个光子的照射,其间输出端产生12102⨯个光子,计算量子效率和响应度。
四、计算题(30’)1.He-Ne 激光器的反射镜间距为0.2m ,求最靠近632.8nm 跃迁谱线中心的纵模阶数、纵模频率间隔。
如果增益曲线宽度为9105.1⨯Hz ,则可能引起的纵模总数是多少?2.某抛物线分布光纤,1n =1.5,∆=0.001,纤芯直径2a=50μm ,当用波长0λ=0.85μm 的光激励时,试求:(1)光纤的最大数值孔径;(2)光纤的截止波长。
解:(1)光纤的数值孔径067.0001.025.121=⨯⨯=∆=n NA(2)抛物线型3.某晶体在550nm 时的63γ=12105.5-⨯m/V,无外场时的主折射率为1.58,求其半波电压?。
集成电路复习题
复习模拟题一、填空题(每空1 分,共30分)1、集成电路按电路规模可以分为SSI 、MSI LSI 、VLSI 。
2、晶向指数表示所有相互平行,方向一致的晶向晶面指数代表所有相互平行的一组晶面。
3、物理气相淀积主要有蒸镀、溅射、分子束外延生长三种技术。
4、化学气象淀积是通过气态物质的化学反应,wafer表面淀积一层固态薄膜材料的工艺。
5、从刻蚀工艺上可以将刻蚀分为 干法刻蚀 和 湿法刻蚀 . 6、光刻工艺分为底膜处理、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀去胶等七个步骤。
7、掺杂是将 所需要的杂质加入到wafer内部,并使其在wafer中的一部分区 ⅢⅢ 域按照一定的浓度分布 ,从而改变器件的电学性能。
掺入的杂质一般是 ⅤⅤ族的元素。
常用的掺杂技术有 扩散 和 族和 离子注入 两种。
8、金属布线按照在集成电路中的作用可以分为互连、接触、栓塞三种。
9、Mold材料有陶瓷、塑料、金属三类,目前最常用的是固态环氧树脂(EMC)。
10、溅射法是利用 等离子体轰击被溅射物质使其分子或原子逸出 ,淀积到基片表面形成薄膜的方法。
二、问答题。
1、集成电路常用的材料有哪些?分别举例。
集成电路中常用的材料有三类:半导体材料,如Si、Ge、GaAs以及InP等;绝缘体材料,如SiO2、SiON和Si3N4等;金属材料,如铝、金、钨以及铜等。
2、什么是集成电路?如何衡量集成电路的制造水平?集成电路,就是在一块半导体单晶片上,通过一系列特定的加工工艺,制作出许多晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,并按照一定的电路互连关系“组装”起来,封装在一个外壳内,执行特定的电路或系统功能;通常按照集成电路的特征尺寸和wafer 尺寸来衡量集成电路的制造水平。
3、解释施主杂质和受主杂质在晶体中电离时能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心的杂质为施主杂质;在晶体中电离时能够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心的杂质为受主杂质。
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考试题型及分值
1.填空题:10空,每空2分,共20分。
2.概念题:5个,每个3分,共15分。
3.判断正误:10个,每个2分,共20分。
4.简答题(包含推导或者证明):7题,每题6~8分,共45分。
C1 概论
1.什么是集成光路?集成光电子学的概念。
·.1969年,美国贝尔实验室(Bell Lab)的S. E. Miller首先提出了“集成光学”的概念。
–通过集成,原先庞大的光电子系统可以被缩小至几个平方厘米的尺寸范围内。
–由于所有器件都在衬底上固定,因此制成之后,即无需装调(震动影响小)。
–光信号限定在光纤或者光波导中传播(不受空气扰动、潮湿、灰尘的影响)。
2.最早提出"集成光学"概念的是?
S. E. Miller首先提出了“集成光学”的概念
3.1970年对集成光电子学而言有重要意义的几项技术进展是什么?
(1) AlGaAs双异质结半导体激光器实现室温条件下连续工作。
(2)光刻技术获得突破性进展
(3)光纤损耗突破20dB/km下限。
(4)1987年:光子晶体概念的提出。
4.用光子作为信息载体,相比于电子,具有哪些优势?
(1).光子为玻色子,不带电荷,不像电子那样存在相互排斥的电磁作用。在空间中不同的光可以平行或者交叉传播而不相互干扰。因此光信号的
传输具有高度的并行性。
(2).相比于电子,光子振荡频率要高出几个数量级,因此具备非常强的载频能力。
(3).光子的强度、振幅、偏振、相位等多种物理量均可作为信息载体,因此设计灵活性很高。
5.集成光路相比于分立器件构成的空间光路有何优势?
(1) 集成带来的稳固定位:集成是在同一块衬底上制作若干个器件,因此不存在第二代器件面临的组装问题,所有器件位置固定,对振动和温度
等环境因素的适应性较强。
(2) 易于调制导波光:集成光路使用的光波导属于单模波导,利用电光效应(EO),声光效应(AO),热光效应(TO)可以很好地实现光调制。
(3) 工作电压低,相互作用长度短。单模光波导控制电极间的距离可以做到非常小,因此实现在低电压控制的同时,相互间的作用强度反而更大。
(4) 动作迅速。电极尺寸减小,分布电容也大为减小,实现开关与调制的高速化。
(5) 功率密度高。导波光被限定在极小的空间内,功率密度远高于空间光束的功率密度,容易实现非线性效应,依此制成相应的器件。
(6) 体积小、重量轻。器件尺寸即数平方厘米的衬底尺寸,因此体积小、重量轻。
6.光电子集成的方式有哪两种?两种集成方式的概念是什么?分别举例2~3种。
功能集成
定义:把不同功能的光电元件集成在一起,制造出具备新的功能,或者具备更高性能的器件。
功能集成可大幅降低连接点数目
;
例1.半导体激光器(LD)与光调制器(optical modulator)集成
例2. LD与隔离器的集成
例3.集成光收发器
个数集成
定义:将多个相同功能的光电子元器件集成在一起,即构成所谓的个数集成。
一列上集成几个到数十个元器件,形成一维阵列器件。一个平面上集成纵横数个到数十个,甚至更多个元器件,构成二维阵列器件
例1 阵列式光源及接收器
例2:矩阵式光开关
7.判断正误:(1)矩阵式光开关属于功能集成器件。(2)集成调制光电二极管属于功能
集成器件。(3)混合集成的主要优势是材料选择的范围更宽。(4)功能集成的主要优势
是材料选择的范围更宽。
8.什么是单片集成?什么是混合集成?单片集成及混合集成各自的优势以及劣势是什
么?
1.单片集成概念:所有光电子器件经晶体生长、光刻、刻蚀及成膜等制作工艺集成在同一块半导体或者晶体衬底上,即构成“单片集成”。
一旦技术确立,便可批量生产。
特点:对于光电子集成而言,不同的器件需要不同的材料体系。光电子集成更为复杂。
2. 混合集成概念:用不同的制作工艺制成各部分器件以后,组装在半导体衬底或者光学晶体衬底上即构成“混合集成”
特点:使用不同材料体系,允许不同类别的器件各自选择最合适的材料和工艺以取得最好的性能。
C2 平面介质波导理论
1.在介质波导中,定义有有效折射率,请写出有效折射率的表达形式?对于图示的平板介
质波导(
23
nn
),使光波完全限定在芯层中传播,有效折射率需要满足怎样的条件?出
现衬底辐射模的条件?出现包层衬底辐射模的条件?(由入射角、有效折射率或者传播常
数给定)
定义有效折射率(或者有效模系数)0/effnk满足
21eff
nnn
衬底辐射模的条件
32eff
nnn
衬底包层辐射模的条件:
3eff
nn
2.光波在平板介质波导(芯层、衬底及包层折射率分别为123,,nnn,且123nnn)中导行
传播的条件用传播常数表示应为:
2010
nknk
。
3.在二维介质光波导中存在两种相互独立的模式,分别为?两种模式其基本场量具有什么
样的特征?二维介质光波导中的导波模式的场分布在芯层、包层、衬底层分别具有什么
样的特点?
在平板介质光波导中存在两种相互独立的模式TE模式和TM模式。
对于TE模式,只存在三个分量:
,,yxzEHH
对于约束在芯层传输的光波场而言,在芯层中为振荡形式(正弦余弦形式),在芯层两侧为指数
形式,并随着远离芯层而衰减。
对于TM模式,只存在三个分量:
,,yxzHEE
对于约束在芯层传输的光波场而言,在芯层中为振荡形式(正弦余弦形式) ,在芯层两侧为
指数形式,并随着远离芯层而衰减。
4.求解梯度折射率波导中模式有效折射率的近似方法有哪些?
1. 多层近似法2.光线近似法3.WKB法
5.判断正误:(1)平板型的光波导,光只受到一个方向的限制,在光波导的芯层,光束能量
会因为衍射而发散。(2) 在折射率相差较小的介质构成的条形波导中,不存在纯粹的TE
模式及纯粹的TM模式,而是构成所谓的混合模式(hybrid mode)。(3)条载式光波导是
一种平板光波导。(4)在平板波导或者条形光波导中,导波模式的能量完全限定在芯层中
传播,没有能量进入到包层或者衬底。(5)对非对称平板介质波导,每个模式都存在一个
截止波长,当输入光波的波长小于该介质波长时,相应的模式截止。(6)对称平板截至光
波导TE和TM模式的最低阶次模式不存在截止波长。(7)同阶次TE模式的截止波长比
TM模式的截止波长大。
6.折射率相差较小的介质构成的条形波导中存在哪些偏振模式?这些偏振模式是纯粹的
TE模式或者纯粹的TM模式吗?
在折射率相差较小的介质构成的条形波导中,不存在纯粹的TE模式及纯粹的TM模式,
而是构成所谓的混合模式。以xE为主要成分的模式称为xpgE模式(准TE模式),
类似于平板光波导中的TE模式。以yE为主要成分的模式称为ypgE模式(准TM模式),
类似于平板光波导中的TM模式。
7.试描述条形光波导中导波模式的场分布的基本特征。
8.马卡提利法求解条形光波导,采用了哪些近似?选取这些近似条件的理论依据是什么?
沿波导传输的导行波其传输功率主要集中于I区,II,III,IV及V区传输的功率都远小于I
区。而四角的功率又远小于II~V区。
C3 耦合模理论
1.什么是模式耦合?耦合模理论是如何处理或者描述扰动波导中光波的传输行为的?
但是实际的波导总存在材料或者结构上的缺陷,或者人为引入材料或结构上的扰动,使得一
个导波模可以激发其他导波模或者辐射模,原来的导波模在传播过程中,一部分功率会转移
至辐射模或者其他导波模式中去,这种现象就是模式耦合。
没有损耗的波导结构,沿传播方向(z轴方向)不变,该波导可以支持几个由波导结构
和边界条件确定的导模。这些导模彼此正交。在传播过程中,各阶导模独立传播,没有相互
耦合与交换。
如果轻微的改变波导结构,例如在波导临近的区域引入较小的折射率变化,原先的模式
就不再相互独立而是相互耦合在一起。
2.判断正误:(1)波导结构决定的模式(包括辐射模)构成了一套完备的正交函数,输入
波导的任意电磁场都可以分解为这些模式的叠加。(2)耦合模理论表明,受到扰动的波导
中的光场,可以表示为不受扰动的波导各阶模式的叠加;(3) 耦合模方程通常只考虑很