随着光网络与光通信技术的不断发展,集成光学器件已经广泛应用于光计算机技术、光学信息处理和光纤通信技术领域,并且存在着巨大的潜力。在信息光学和集成光学领域,光的传输和控制非常重要。最初光波导理论研究的波导多为线性光波导,而随着集成化程度的不断提高,强光源的普遍使用,光波导中出现的非线性效应已倍受关注,对光波导中的非线性效应的研究成为必需。 现在对于各种集成光电子器件和半导体激光器件的研究都要涉及非线性波导。这是因为利用非线性波导制成的全光器件体积小、重量轻、功耗低,并且有响应时间短、很强的非线性效应等特点,为此了解和掌握非线性光波导的传输特性对集成光学器件的研究、测量和制作都具有重要的实际意义。 本文首先介绍了非线性光波导材料的种类和非线性光器件在光通信中的应用以及平板介质光波导的基本知识。 在调研的基础上,着重对非线性波导的传输特性进行了研究。从波动方程出发,根据电磁场边界条件,提出用于分析中间层是非线性介质的五层平板波导TE模传输特性的解析方法,给出了普遍适用的色散关系式,推导出波导各层的模场分布和功率分布的表达式,举出了对称结构的实例,对色散曲线和波导的结构参数进行了详细的讨论,并且对TE模的基模和二阶高阶模的传输特性进行了对比分析。 最后对非线性光波导中的TM模传输特性进行了初步的研究,利用TM₀模的特性,采取了一种近似方法初步分析非线性介质平板波导TM₀模的近似解,给出了色散关系式。 目前,已经有多种材料和结构的非线性波导光器件的研制受到国内外的广泛关注,相信今后将有更多、更新的理论和器件研究成果出现。