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具有多孔光纖的偏振分束器
時間:2022-01-16 21:19來源:訊技光電作者: 技術(shù)部點擊:次打印
采用矢量有限元法
 
應(yīng)用
無源光學(xué)
單偏振傳輸
偏振分束器
光子晶體光纖
偏振復(fù)用
色散控制
 
綜述
設(shè)計了一種橢圓-纖芯-圓孔的多孔光纖(EC-CHFs)用于單偏振傳輸[1]。與傳統(tǒng)的圓孔-纖芯-圓孔光纖(CC-CHF)一起,偏振分離器可以將入射CC-CHF的光耦合到支持x偏振模式或y偏振模式的EC-CHF,如下圖所示。
 
腳本系統(tǒng)生成
 
 
優(yōu)點
矢量有限元法(VFEM)在計算所有電磁場分量和近似幾何方面具有極高的精度,在光子晶體光纖中具有極其重要的意義
單軸完美匹配層(UPML)可用于查找泄漏模式。
三角形網(wǎng)格大小可用于精確近似電磁場和波導(dǎo)幾何形狀。
針對具有一定對稱性的模態(tài),利用波導(dǎo)的對稱性,可以縮小仿真域。
仿真描述
參考文獻(xiàn)[1]的目的是設(shè)計一個具有偏振分束器。分束器由3個分離的多孔光纖組成。兩個外孔光纖各自提供一個偏振,而中心結(jié)構(gòu)支持兩個偏振。入射光將根據(jù)偏振,選擇性地與任何一種外孔光纖耦合。
第一步是相位匹配每個結(jié)構(gòu)的模式,以減少反射[1]。不同的結(jié)構(gòu)必須具有某些共同的性質(zhì),如間距和包層原子。在每個結(jié)構(gòu)的纖芯內(nèi)都有大小和形狀自由選擇的孔。
 
圖1:各類型芯徑的磁場分布。(a) yEC-CHF, (b) xEC-CHF, (c) CC-CHF
 
利用[1]中給出的特性,利用OptiMode計算三個不同核的模態(tài)指數(shù),記錄在表1中。這些結(jié)果與[1]中的結(jié)果非常一致,三個結(jié)構(gòu)的模態(tài)指數(shù)都為1.31043。

表1單核結(jié)構(gòu)的模態(tài)指數(shù)
 
 
圖2::上層結(jié)構(gòu)偶數(shù)模y偏振的磁場分布

圖3::上層結(jié)構(gòu)偶模x極化的磁場分布
 
把這三個纖芯放在一起形成一個上層結(jié)構(gòu),會生成一個支持兩種偏振的波導(dǎo)結(jié)構(gòu),每一種偏振都有偶模和奇模解。偶模態(tài)解如圖2和圖3所示。耦合長度為:
 
其中neven和nodd是偶模和奇模的模態(tài)指數(shù)[1]。OptiMODE計算的耦合長度與參考文獻(xiàn)[1]中表2的耦合長度進(jìn)行了比較。
 
表2:偏振分束器的耦合長度

 
通過仿真結(jié)果結(jié)果驗證了OptiMode下的VFEM模態(tài)求解器可以準(zhǔn)確地設(shè)計和仿真多孔光纖結(jié)構(gòu)。
 
參考文獻(xiàn)
[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.

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