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阶跃折射率波导
资料介绍
阶跃折射率波导是光通信、集成光学等领域中一种基础且重要的导波结构，其核心特征是折射率在波导横截面方向呈现阶梯式突变分布。这种结构能够利用全内反射原理将光场限制在特定区域内传播，是构成光电子器件的基本单元之一。
一、基本结构与折射率分布
阶跃折射率波导通常由三个主要部分组成，其典型的折射率分布具有明显的阶跃特征：
1. 核心层（Core）
核心层是光场主要传播的区域，具有最高的折射率，记为n1。其几何形状决定了波导的类型，常见的有：
· 平面波导：核心层为二维平面结构，在一个方向上具有折射率突变，如薄膜波导；
· 条形波导：核心层在两个方向上均有折射率限制，如矩形波导、光纤（圆柱形波导）。
2. 包层（Cladding）
包层包围核心层，折射率n2低于核心层（n2< n1），是实现全内反射的关键。根据结构不同，包层可分为：
· 对称包层：核心层上下（或左右）两侧包层折射率相同；
· 非对称包层：核心层两侧包层折射率不同（如n2≠ n3）。
3. 衬底（Substrate）
在平面波导中，通常存在衬底层（折射率n3），位于包层下方，构成波导的支撑结构。
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