[分享]OptiFDTD：具有多孔光纤的偏振分束器 [复制链接]

采用矢量有限元法 +8f>^*:u
 
Pu..NPl+  
应用 4:U0f;Fs  
T%kKVr  
 无源光学 yX'IZk#_L  
 单偏振传输 t!{x<9  
 偏振分束器 4[1k\  
 光子晶体光纤 n'?4.tb  
 偏振复用 yp p4L|R  
 色散控制 akC>s8tqlA  
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综述 vU}: U)S  
Sph*1c(R  
设计了一种椭圆-纤芯-圆孔的多孔光纤(EC-CHFs)用于单偏振传输[1]。与传统的圆孔-纤芯-圆孔光纤(CC-CHF)一起，偏振分离器可以将入射CC-CHF的光耦合到支持x偏振模式或y偏振模式的EC-CHF，如下图所示。 |{f~Ks%  
kwlC[G$j7  
+i=p5d5  
脚本系统生成 g/#~N~&  
SKR;wu  
优点： g\&2
s,  
 矢量有限元法(VFEM)在计算所有电磁场分量和近似几何方面具有极高的精度，在光子晶体光纤中具有极其重要的意义 N@()F&e
  
 单轴完美匹配层（UPML）可用于查找泄漏模式。 ;&kn"b}G;  
 三角形网格大小可用于精确近似电磁场和波导几何形状。 Pbe7SRdr^  
 针对具有一定对称性的模态，利用波导的对称性，可以缩小仿真域。 SA+d&H}Fc  
仿真描述 [))JX"a  
参考文献[1]的目的是设计一个具有偏振分束器。分束器由3个分离的多孔光纤组成。两个外孔光纤各自提供一个偏振，而中心结构支持两个偏振。入射光将根据偏振，选择性地与任何一种外孔光纤耦合。 kOipH |.x  
第一步是相位匹配每个结构的模式，以减少反射[1]。不同的结构必须具有某些共同的性质，如间距和包层原子。在每个结构的纤芯内都有大小和形状自由选择的孔。 ! =WcF5  
Ea]T>4  
利用[1]中给出的特性，利用OptiMode计算三个不同核的模态指数，记录在表1中。这些结果与[1]中的结果非常一致，三个结构的模态指数都为1.31043。 ~<,Sh~Ana.  
L/x(RCD  
Dtt-|_EMS  
([KN*OF  
Hf%_}Du /`  
把这三个纤芯放在一起形成一个上层结构，会生成一个支持两种偏振的波导结构，每一种偏振都有偶模和奇模解。偶模态解如图2和图3所示。耦合长度为: 9p`r7:  
B< hEx@  
{|6z+vR  
]"sRS`0+  
其中neven和nodd是偶模和奇模的模态指数[1]。OptiMODE计算的耦合长度与参考文献[1]中表2的耦合长度进行了比较。 W:O0}  
通过仿真结果结果验证了OptiMode下的VFEM模态求解器可以准确地设计和仿真多孔光纤结构。 _wh
F^g8  
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参考文献
DYRE1!  
[1] Z. Zhang, Y. Tsuji, and M. Eguchi, “Design of Polarization Splitter With Single-Polarized Elliptical-Hole Core Circular-Hole Holey Fibers,” IEEE Photonics Technol. Lett., vol. 26, no. 6, pp. 541–543, Mar. 2014. C:GvP>  
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