[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 3VJoH4E!6  
h1 \
)_jxA  
应用 te?R(&  
r>+Hwj0>  
 无源光学 q2VQS1R`8  
 单偏振传输 ien >Ou  
 偏振分束器 D:Zpls.  
 光子晶体光纤 MF>1u%  
 偏振复用 @;>T
mLs  
 色散控制 l6b3i v,  
>SJ# rZ  
综述 \A`pF'50  
uHdrHP  
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。 Wx}+Vq<q  
Zmf\A  
EK:!.Fl  
脚本系统生成 wyO@oi Vn  
5m")GWQaP@  
优点： tN|sHgs  
 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!~[+B  
 单轴完美匹配层（UPML）可用于查找泄漏模式。 L2>UA<@mZ  
 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|J3]F !n  
 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。 jREj]V>  
仿真描述 5q[0;`J  
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。 zR)|%[sWwQ  
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。 htbN7B(  
i][7S mN  
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。 [T', ZLR|  
kvh}{@|-  
<Vp7G%"'W  
ADRjCk}I
 
2U,O e9  
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: ^=Rqa \
;  
,)A^3Q*  

图片:1-1Q20G05516325.png

$NP5Z0v7  
b7>^w<ki  
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。 "H>L!v  
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。 iZ+\vO?|  
,J?Hdy:R  
参考文献 Sv.z9@S  
[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. dwks"5l  
D"fE )@Q@Y  

XIEXIE