[發明專利]一種光波導基于視場角在K域的計算方法及衍射光波導

有效

• 申請號: 202211364344.1
• 申請日: 2022-11-02
• 公開（公告）號: CN115586641B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 徐王仙;史瑞;李惠達;李曉軍
• 申請（專利權）人: 廣納四維（廣東）光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B6/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 蔡舒野

1.一種光波導基于視場角在K域的計算方法，應用在衍射光波導的光波分析中，其特征在于，所述計算方法包括：

獲取入射光波在衍射光波導內傳播的K域邊界，確定所述衍射光波導的K域圖；

獲取所述入射光波投影在所述K域圖中的初始視場；所述初始視場的參量包括所述入射光波在所述K域圖的初始坐標和初始視場視野；

根據所述初始視場、所述K域邊界和所述入射光波在入射光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經耦入光柵耦入衍射光波導后的耦入視場角；

根據所述耦入視場角、所述K域邊界和所述入射光波在中繼光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經中繼光柵傳播后的中繼視場角；

根據所述中繼視場角、所述K域邊界和所述入射光波在耦出光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經耦出光柵耦出所述衍射光波導基底后的耦出視場角；

其中，所述耦出視場角為所述入射光波經所述衍射光波導衍射后在K域圖中的實際視場角。

2.根據權利要求1所述的計算方法，其特征在于，獲取入射光波在衍射光波導內傳播的K域邊界，確定所述衍射光波導的K域圖，包括：

根據空氣折射率，確定所述入射光波在所述衍射光波導內部的第一K域邊界；

根據所述衍射光波導的基底折射率，確定所述入射光波在所述衍射光波導內部的第二K域邊界；

根據所述第一K域邊界和所述第二K域邊界，確定衍射光波導的K域圖。

3.根據權利要求2所述的計算方法，其特征在于，獲取所述入射光波投影在所述K域圖中的初始視場，包括：

根據所述K域邊界和所述入射光波在K域圖中的波矢參數，確定所述入射光波投影在K域圖中的初始坐標；

根據所述初始視場、所述K域邊界和所述入射光波在入射光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經耦入光柵耦入衍射光波導后的耦入視場角，包括：

根據所述初始坐標和所述入射光波在耦入光柵的衍射參量，確定所述入射光波經所述耦入光柵耦入后K域圖中的耦入視場角視野平面坐標；

在所述耦入光柵的K域圖中，將所述入射光波的初始視場視野和所述K域邊界取交集，獲得所述入射光波在所述耦入光柵內的耦入視場角視野；

根據所述耦入視場角、所述K域邊界和所述入射光波在中繼光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經中繼光柵傳播后的中繼視場角，包括：

根據所述耦入視場角視野平面坐標和所述入射光波在所述中繼光柵的衍射參量，確定所述入射光波在所述中繼光柵中K域圖中的中繼視場角視野平面坐標；

在所述中繼光柵的K域圖中，將所述入射光波的耦入視場角視野和所述K域邊界取交集，確定所述入射光波在所述中繼光柵內的中繼視場角視野；

根據所述中繼視場角、所述K域邊界和所述入射光波在耦出光柵中的衍射參量，確定所述入射光波經耦出光柵耦出所述衍射光波導基底后的耦出視場角，包括：

根據所述中繼視場角視野平面坐標和所述入射光波在所述耦出光柵的衍射參量，確定所述入射光波經所述耦出光柵耦出所述衍射光波導后K域圖中的耦出視場角視野平面坐標。

4.根據權利要求3所述的計算方法，其特征在于，根據所述初始坐標和所述入射光波在耦入光柵的衍射參量，確定所述入射光波經所述耦入光柵耦入后K域圖中的耦入視場角視野平面坐標，包括：

根據所述耦入光柵的光柵周期和所述耦入光柵的線性方程，確定所述入射光波在所述耦入光柵傳播的耦入位移量；

根據所述初始坐標和所述耦入位移量，獲得所述入射光波的耦入視場角視野平面坐標。

5.根據權利要求4所述的計算方法，其特征在于，根據所述耦入視場角視野平面坐標和所述入射光波在所述中繼光柵的衍射參量，確定所述入射光波在所述中繼光柵中K域圖中的中繼視場角視野平面坐標，包括：

根據所述中繼光柵的光柵周期，獲得所述中繼光柵的波矢量；

根據所述光柵周期、所述光柵周期和所述中繼光柵內光波矢量和為零的衍射條件，獲得所述入射光波在所述中繼光柵中的傳播矢量角度；

根據所述耦入視場角視野平面坐標、所述中繼光柵的波矢量和所述傳播矢量角度，確定所述入射光波的中繼視場角視野平面坐標。