ビーム伝搬解析JAVAアプレットの使い方
いくつかのサンプルデータを用意してあるので、まずそれぞれのデータについて説明し、
新規に形状、パラメータを入力する方法について後に述べる。
サンプルファイルの利用
画面下部の「サンプル」横のテキスト入力領域に 1〜16の数値を入力し「Load」ボタンを押すことでデータを読み込み、
画面下部右側の「Calc」ボタンを押すことで解析が実行される。
以下にそれぞれのデータについて簡単に説明する。
1. S字曲がり導波路
計算： サンプル 1 → Load → Clac
データの変更： 導波路番号 2 → Select → 始点y=
-28.0 → 始点y= 28.0 → Set
→ Calc
(導波路にオ
フセットを付けることで透過率が上がる(本当はS字曲がりの曲率が変わるところにもオフセットを付ける必要がある))
2. マッハ・ツェンダ干渉系を利用した光の強度変調
計算： サンプル 2
→ Load → Clac
データの変更： 導波路番号 4 →
Select → 材料番号
３ → Set → Calc
(同位相で結合すると出力導波路に出力されるが、逆位相で結合する
と放射する(高次モードに変換されるため))
データの変更： 材料３ 1.4505 → Calc
(位相差が π/2
になると基本モードと第一高次モードが同じだけ出力され、
最初は蛇行するが高次モードが放射するに伴い基本モードになる。出力パワーは 1/2 になる)
3. 方向性結合器を利用した光スイッチ
計算： サンプル 3 →
Load → Clac
データの
変更： 導波路番号 5 → Select → 材料番号
３ →
Set → Calc
(結
合部の片側導波路の屈折率を変更し結合率、結合長を変化させることで、出力を切り替えられる)
4. 熱光学効果を利用した光スイッチ
計算： サンプル 4 →
Load → Clac
データの変更： 導波路番号 3 →
Select → 材料番号 ３ →
Set → Calc
データの変更： 材料３
1.452 →
Set → Calc
(導
波路３の屈折率を高めることで光の出力を切り替えられる)
5. 多モード干渉系(0)
計算： サンプル 5 →
Load → Clac
データの変更： 導波路番号 2 →
Select → 始点 w = ２０.0 → 終点点 w
= ２０.0 → Set → Calc
データの変更：
導波路番号
2 →
Select → 始点 w
= ２8.5 → 終点点 w = ２8.5 → Set
→ Calc
(導波路幅を広げると伝搬可能なモード数が増え、干渉パ
ターンが変化する)
6. 非対称分岐・合波
計算： サンプル ６ → Load → Clac
データの変更： 導波路番号 １
→ Select
→ 始点 x = １０.0 → Set →
導波路番号
2
→ Select → 始点 x =
０.0 → Set → Calc
(上側導波路に光を入力すると基本モードが出力され、下側
導波路に光を入射すると第一高次モードが得られる。)
7. 非対称方
向性結合器
計算： サンプル ７ → Load → Clac
(上側導波路に入力された基本モードは下側導波路の第一高
次モードに結合する。
位相整合条件が満足されているため、完全結合している。)
8. 非対称分岐を利用した光スイッチ
計算： サンプル 8 →
Load → Clac
データの変更： 導波路番号 4 → Select
→ 材料番号 ３ → Set → Calc
(マッハ・ツェンダ干渉器の出力が基本モードか高次モードかにより
結合する導波路が変わる)
9. 多モード干渉系(1)
計
算： サンプル 9 →
Load → Clac
(導
波路幅が広いときには多数のモードが伝搬可能であり，これらの干渉により伝搬波形が周期的に変化する)
10. 周期構造反射器を利用した偏波分離素子
計
算： サンプル 10 →
Load → Clac
データの変更： 導波路パラメータ・モード TM0 → Calc
(TE
波に対してはブラッグ条件を満たし強い反射を生じる。一方、TM波はブリュースタ角付近に設定されていて反射が小さい)
11. 方向性結合器
計
算： サンプル １１ →
Load → Clac
データの変更： 導波路番号 2 →
Select → 始点 w = 6.0 → 終点点 w
= 6.0 →
Set → Calc
データの変更： 導波路番号 2 →
Select → 始点 w = ４.0 → 終点点 w
= ４.0 → Set → Calc
(導
波路幅を変えて非対称化すると完全に結合しなくなる。そのとき結合長は短くなる)
12 方向性結合器(2)
計
算： サンプル １2 →
Load → Clac
(11
に対して導波路間隔が広くなった場合。結合長は長くなるが、完全結合する。)
13. 方向性結合器(3)
計
算： サンプル １３ →
Load → Clac
(12
の構造の入出力部にに曲がり導波路を接続して出力を分離した場合。
曲がり部でも結合が起こるため、平行導波路の長さは結合長よりも短くする必要がある。)
14〜16. 多モード干渉系(2〜4)
計
算： サンプル １４ →
Load → Clac
計
算： サンプル １５ →
Load → Clac
計
算： サンプル １６ →
Load → Clac
(多
モードカップラの素子長を変えることで、２分岐、３分岐、４分岐などが容易に作れる)
オリジナルデータの作成
解説予定