题目：新型光波导的仿真与设计

随着光纤通信系统应用越来越深入，光纤通信系统的复杂度越来越高，对光纤系统的高度集成化提出了更高的要求。集成光学系统中一个非常重要的器件就是集成光学波导，围绕集成光学波导，本论文第一次提出了一种新型滤波器结构。本论文的主要研究内容为应用于集成光学系统中的基于狭缝波导的布拉格光栅滤波器和非线性光学器件的仿真与设计。这些新型波导都在集成光学系统里拥有广泛应用前景。基于狭缝波导的光学器件的设计、仿真，研究内容主要包括基于狭缝波导的布拉格光栅滤波器及非线性器件。与以往的集成光学波导不同之处在于本设计中的狭缝波导折射率组成与传统波导正好相反，其芯层（也就是光波导）的折射率低于衬底和覆盖层。本论文第一次提出了基于狭缝波导的布拉格光栅滤波器结构，经过大量的仿真实验和理论分析得到了理想的滤波效果，证明该设计的实用性和可行性。在非线性应用方面，经过理论分析和大量实验的对比，获得了非线性效应最大化的波导结构。在本论文中，首先对狭缝波导、时域有限差分方法、布拉格光栅滤波器、非线性效应等相关基本理论知识分别进行阐述。然后扼要的介绍了近年来已经出现的并在实际中已经得到应用的光学滤波器和非线性效应器件，接下来对新型滤波器提出自己的设计思想，对理论依据、实现原理、性能参数以及具体实现方式进行了深入详细的论述，并应用时域有限差分方法对设计结构进行仿真，分析对比仿真结果，提取有效数据并据此对结构仍需改进的地方做了明确说明。