采用矢量有限元法 s o7.$]aV
7]_zWx,r 应用 "vX\Q rL 无源光学 "&/lF[q 单偏振传输 Ig<# {V 偏振分束器 ^'n;W<\p) 光子晶体光纤 %NDr5E^cc 偏振复用 :'FCeS9 色散控制 =6
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&x\cEI)! 综述 )nGH$Mu 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。 YkbuyUui
26;Gt8 脚本系统生成 nkzH}F=<
X/_89<& (((|vI3 < 优点: 4y.qtiIP>$ 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 G+&pq 单轴完美匹配层(UPML)可用于查找泄漏模式。 Vg(M ^2L 三角形网格大小可用于精确近似电磁场和波导几何形状。 Q_Wg4n5 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。 V%B~ q`4 仿真描述 h\2iArw8 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。 {:|b,ep
T 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。 -Jf}3$Ra f40OVT@g 图1:各类型芯径的磁场分布。(a) yEC-CHF, (b) xEC-CHF, (c) CC-CHF ^#XQ2UN
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。 H>Ucmd;ay 6a<zZO`Z6+
表1单核结构的模态指数 .K]Uk/W H:P7G_!\ #q>\6} ) 图2::上层结构偶数模y偏振的磁场分布
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图3::上层结构偶模x极化的磁场分布 *
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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: 7?D?s!%\ GKKDO+A=! 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。 fwiP3*j+Nn
H@u5& 表2:偏振分束器的耦合长度 _ds;:*N+qA
1:r#m- \ 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。 M~n./wyC