具有多孔光纤的偏振分束器
采用矢量有限元法 V1<ow' ^i
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应用 & g:%*>7P
无源光学 aqF+zPKs6
单偏振传输 6 /| 0+G^
偏振分束器 @g4Shlx|
光子晶体光纤 Z!= L
偏振复用 XYj cJ
色散控制 ^] 6M["d/p
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综述 PWv S bn6
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。 V JDoH
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脚本系统生成 U;g S[8,p
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[attachment=126527] Vo,[EVL
优点： 'w(y
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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 A:eFd]E{(
单轴完美匹配层（UPML）可用于查找泄漏模式。 "V4Q2T
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三角形网格大小可用于精确近似电磁场和波导几何形状。 NPm;
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。 +{.780|
仿真描述 qe$33f*
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。 H?tUC bw
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。 w? *z^y@
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[attachment=126528] 图1：各类型芯径的磁场分布。(a) yEC-CHF, (b) xEC-CHF, (c) CC-CHF _1
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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。 l& L,7BX
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表1单核结构的模态指数 O2.' -
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[attachment=126529] BX[~% iE
[attachment=126530] 图2:：上层结构偶数模y偏振的磁场分布 WuM C^
[attachment=126531] 图3:：上层结构偶模x极化的磁场分布 jY/ARBC}H
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： BC! 6O/kr
[attachment=126532] r<c #nD~K
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。
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表2：偏振分束器的耦合长度 <~{du ?4n
[attachment=126533] nO{ x^b <
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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