|
|
Modelling of Pulse Propagation in Nonlinear Photonic Structures
Sterkhova, Anna ; Richter, Ivan (oponent) ; Samek, Ota (oponent) ; Petráček, Jiří (vedoucí práce)
The demand for more effective data-storage and faster signal processing is growing with every day. That is why the attention of the scientists is focused on the all-optical devices, which can improve the above mentioned requirements. Microring optical resonators are among the state of art devices, that are under consideration. There is a variety of numerical techniques to simulate processes occurring while the optical signal propagates in the microring resonator structure. They differ in its calculation effectivity, used approximations and possibilities of application. The aim of this work was to develop two simple and practical numerical methods for simulation of pulse propagation in nonlinear waveguide structures. It was also demanded, that opposed to the commonly known and frequently used finite-difference time-domain (FD-TD) method, the newly developed techniques could be easily applicable for the study of nonlinear structures based on microring resonators. That is why developed methods use some approximations, namely the slowly varying envelope approximation. The methods advantage is high speed and low requirements of computational resources. Both techniques are based on observation that waveguide structures that use microring optical resonators can be considered as composed of single waveguides and waveguide couplers. The first numerical technique solves coupled partial differential equations, which describe pulse envelope propagation in the structure. This method uses the “up-wind” scheme, which is suitable for the partial differential equations that describe the wave propagation. The second developed technique is derived from the first one. The difference between methods is in the treatment of the coupling between two waveguides. If in the first method the coupling is considered as the real one, distributed on the given length, in the second method the coupling is considered to be concentrated in one point. Due to this approximation it is possible to integrate the appropriate equations and achieve significant increase of calculation speed. Quasianalytical character of the second method enables also easy identification of different types of steady-state solutions. Due to these properties the second method was used to study spontaneous generation of optical pulses in the structures, consisting of coupled ring resonators. Both methods, which were developed during this work, represent fast and physically illustrative alternatives to the FD-TD, so it can be expected that these methods can play an important role during the research of nonlinear waveguide structures.
|
|
|
Modelling of Pulse Propagation in Nonlinear Photonic Structures
Sterkhova, Anna ; Richter, Ivan (oponent) ; Samek, Ota (oponent) ; Petráček, Jiří (vedoucí práce)
The demand for more effective data-storage and faster signal processing is growing with every day. That is why the attention of the scientists is focused on the all-optical devices, which can improve the above mentioned requirements. Microring optical resonators are among the state of art devices, that are under consideration. There is a variety of numerical techniques to simulate processes occurring while the optical signal propagates in the microring resonator structure. They differ in its calculation effectivity, used approximations and possibilities of application. The aim of this work was to develop two simple and practical numerical methods for simulation of pulse propagation in nonlinear waveguide structures. It was also demanded, that opposed to the commonly known and frequently used finite-difference time-domain (FD-TD) method, the newly developed techniques could be easily applicable for the study of nonlinear structures based on microring resonators. That is why developed methods use some approximations, namely the slowly varying envelope approximation. The methods advantage is high speed and low requirements of computational resources. Both techniques are based on observation that waveguide structures that use microring optical resonators can be considered as composed of single waveguides and waveguide couplers. The first numerical technique solves coupled partial differential equations, which describe pulse envelope propagation in the structure. This method uses the “up-wind” scheme, which is suitable for the partial differential equations that describe the wave propagation. The second developed technique is derived from the first one. The difference between methods is in the treatment of the coupling between two waveguides. If in the first method the coupling is considered as the real one, distributed on the given length, in the second method the coupling is considered to be concentrated in one point. Due to this approximation it is possible to integrate the appropriate equations and achieve significant increase of calculation speed. Quasianalytical character of the second method enables also easy identification of different types of steady-state solutions. Due to these properties the second method was used to study spontaneous generation of optical pulses in the structures, consisting of coupled ring resonators. Both methods, which were developed during this work, represent fast and physically illustrative alternatives to the FD-TD, so it can be expected that these methods can play an important role during the research of nonlinear waveguide structures.
|
|
|
Dvojrozměrné modelování fotonických struktur
Čtyroký, Jiří
Příspěvek popisuje metodu pro dvojrozměrné modelování integrovaných fotonických struktur pomocí rozvoje optických polí v harmonické vlny. Je stručně popsán princip metody a její zdokonalení v poslední době. Metoda je kriticky porovnána s příbuznými modálními metodami, jako je metoda rozkladu obousměrné vlastní vidy a metoda Fourierova rozvoje, a jsou uvedeny příklady aplikací.
|
|
|
Editorial
Čtyroký, Jiří
In introductory page of the Proceedings from 11th European Conference on Integrated Optics ECIO'03 draws readers attention to the history of beginnings of this series of conferences, their aim and proffesional orientation. A rigorous selection procedure of contributed papers is briefly mentioned and their distribution into session commented. The 11th International Workshop on the Optical Waveguide Theory and Numerical Modelling organised jointly with the ECIO'03 conference is noticed too.
|
|
|
Diagnostika kanálkových vlnovodů laditelným polovodičovým laserem
Ondráček, František ; Skalský, Miroslav ; Čtyroký, Jiří
V příspěvku je popsáno uspořádání pro nově budované měřící pracoviště s laditelným polovodičovým laserem a jsou prezentovány první výsledky spektrálního měření útlumu a grupového indexu lomu rezonátorovou metodou v kanálkových vlnovodech. Kanálkové vlnovody byly připraveny metodou iontové výměny ve speciálních sklech, protonovou výměnou v monokrystalu LiNbO.sub.3./sub. i difúzí titanu do LiNbO.sub.3./sub.. Jsou diskutovány výhody i úskalí použité metody a je naznačen směr dalšího vývoje měřící metodiky na pracovišti.
|
|
| |
|
| |
|
|
Optické vlastnosti vrstvy GaN na safíru
Skalský, Miroslav ; Janta, Jiří ; Čtyroký, Jiří ; Stejskal, J. ; Hüttel, I.
V příspěvku je stručně popsána metoda vidové spektroskopie pro měření optických vlastností epitaxní vrstvy nitridu galitého (GaN) na safírové podložce. Jsou uvedeny výsledky měření tloušťky, indexů lomu a útlumu vedených vidů pro vlnové délky 632,8 nm a 781 nm. Z naměřených hodnot měrného útlumu vedených vidů je kvalitativně stanoven podíl absorpce v objemu vlnovodné vrstvy a rozptylu na jejích rozhraních na celkových optických ztrátách vlnovodu.
|
|
|
Nové fotonické struktury pro integrovanou optiku
Čtyroký, Jiří
Příspěvek přibližuje dva perspektivní principy konstrukce moderních integrovaně-optických obvodů: systémy využívající mikrorezonátory jako základní stavební prvky, a sruktury integrované optiky využívající dvojrozměrné "fotonické krystaly" v optických vlnovodech. Oba přístupy jsou v současné době ve středu pozornosti předních výzkumných pracoviš|ť pro jejich případný potenciál k hromadné výrobě integrovaně-optických struktur pro uzly a "koncová zařízení" vysokokapacitních optických komunikačních systémů.
|
|
|
Dokonale přizpůsobená vrstva jako okrajová podmínka pro modelování dielektrických vlnovodných struktur
Čtyroký, Jiří
Příspěvek popisuje princip a vlastnosti moderního typu absorpčních okrajových podmínek vhodných pro numerické modelování dielekterických vlnovodných struktur s použitím modálních metod - tzv. dokonale přizpůsobených vrstev. Je objasněna jejich interpretace jako rozšíření prostorové souřadnice do komplexní oblasti a diskutována možnost zvýšit potlačení parazitních odrazů pro velké úhly dopadu zavedením absorpce. Efekt okrajových podmínek je ilustrován na numerickém příkladu vlnovodné mřížky.
|
host ::
RSS.