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    [技术]具有多孔光纤的偏振分束器 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-08-09
    M8,W|eTM  
    采用矢量有限元法 N}*|*!6hI  
    mt+IB4`  
    应用 x@I(G "  
     无源光学 #.(6.Li  
     单偏振传输 ,ij"&XA  
     偏振分束器 L##lXUl  
    光子晶体光纤 bw8~p%l?  
     偏振复用 JRm:hf'  
     色散控制 W:7oGZ>4  
    CjtXU=}A  
    综述 pOCLyM9c  
        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。 L{)e1p]q  
    y6lle<SIu  
    脚本系统生成 GB(o)I#h  
    z~/z>_y$nv  
         v [_C^;  
    优点 =-`}(b2N  
     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 \S)\~>.`y!  
     单轴完美匹配层(UPML)可用于查找泄漏模式。 ['MG/FKuv  
     三角形网格大小可用于精确近似电磁场和波导几何形状。 _M/ckv1q@  
     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。 +oZq~2?*S6  
        仿真描述 4*4s{twG  
        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。 m"~^-mJ-  
        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。 z\,g %u41  
    图1:各类型芯径的磁场分布。(a) yEC-CHF, (b) xEC-CHF, (c) CC-CHF af61!?K  
        
    1@ )8E`u  
    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。 O;9'0-F ?  
    xq2{0q  
        表1单核结构的模态指数 m ?a&XZ  
    ?v>!wuiP  
        
    图2::上层结构偶数模y偏振的磁场分布
    iw\RQ 0  
        图3::上层结构偶模x极化的磁场分布 gv}Esps R  
    +s:!\(BM  
    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:
    `/:ZB6  
    O!}TZfC  
    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。 $!L'ZO1_r  
    .$/Su3]K/  
    表2:偏振分束器的耦合长度
    O+Fu zCWj  
    {$,e@nn  
    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。
     
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