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    [分享]OptiFDTD:具有多孔光纤的偏振分束器 [复制链接]

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    离线xunjigd
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2018-12-07
    采用矢量有限元法 G)tq/`zNw  
    DK@w^ZW6JA  
    应用 pU:C =hq4  
    fncwe ';?  
     无源光学 T}w*K[z $  
     单偏振传输 9?g]qy,1)  
     偏振分束器 8CnI%_Su  
    光子晶体光纤 ZyS;+"  
     偏振复用 ~x0-iBF  
     色散控制 \c9t]py<.h  
    p E(<XD3Q  
    综述 YL9t3 ]  
    p(x1D]#Z[  
    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。 &-8-xw#.  
    RK~FT/  
    r.a9W? (E  
    脚本系统生成 Cb@S </b  
    (}~eD  
    优点: Z0F>"Z _qn  
     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 < ;%q  
     单轴完美匹配层(UPML)可用于查找泄漏模式。 4ye`;hXy  
     三角形网格大小可用于精确近似电磁场和波导几何形状。 0>~6Z  
     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。 #>=/15:  
    仿真描述 MOqA$b  
    参考文献[1]的目的是设计一个具有偏振分束器。分束器由3个分离的多孔光纤组成。两个外孔光纤各自提供一个偏振,而中心结构支持两个偏振。入射光将根据偏振,选择性地与任何一种外孔光纤耦合。 CJ}@R.Zy  
    第一步是相位匹配每个结构的模式,以减少反射[1]。不同的结构必须具有某些共同的性质,如间距和包层原子。在每个结构的纤芯内都有大小和形状自由选择的孔。 ?9('o\N:  
    "f&i 251  
    图1:各类型芯径的磁场分布。(a) yEC-CHF, (b) xEC-CHF, (c) CC-CHF d,oOn.n&  
    利用[1]中给出的特性,利用OptiMode计算三个不同核的模态指数,记录在表1中。这些结果与[1]中的结果非常一致,三个结构的模态指数都为1.31043。 :d% -,v  
    LKqog%,c  
    3|83Jnh  
    8Snq75Q<   
    表1单核结构的模态指数
    LKf5r,C  
    图2::上层结构偶数模y偏振的磁场分布 :|m~<'g  
    f<> YYeY  
    图3::上层结构偶模x极化的磁场分布 #hE3~+ i  
    把这三个纤芯放在一起形成一个上层结构,会生成一个支持两种偏振的波导结构,每一种偏振都有偶模和奇模解。偶模态解如图2和图3所示。耦合长度为: QzFv;  
    g]iy-,e  
    :WfB!4%!  
    UwL"%0u  
    其中neven和nodd是偶模和奇模的模态指数[1]。OptiMODE计算的耦合长度与参考文献[1]中表2的耦合长度进行了比较。 LHHDt<+B  
    表2:偏振分束器的耦合长度 X^ ^?}>t[  
    通过仿真结果结果验证了OptiMode下的VFEM模态求解器可以准确地设计和仿真多孔光纤结构。 Cj4b]*Q,  
    vU$O{|J  
    参考文献 ' ! UF&  
    [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. 8v)~J}[Bz  
    @Pb 1QLiz  
    (来源:讯技光电
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    只看该作者 1楼 发表于: 2019-01-19
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