采用矢量有限元法
應用
無(wú)源光學(xué)
單偏振傳輸
偏振分束器
光子晶體光纖
偏振復用
色散控制
綜述
設計了一種橢圓-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。
腳本系統生成
優(yōu)點(diǎn)：
矢量有限元法(VFEM)在計算所有電磁場(chǎng)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(chǎng)和波導幾何形狀。
針對具有一定對稱(chēng)性的模態(tài)，利用波導的對稱(chēng)性，可以縮小仿真域。
仿真描述
參考文獻[1]的目的是設計一個(gè)具有偏振分束器。分束器由3個(gè)分離的多孔光纖組成。兩個(gè)外孔光纖各自提供一個(gè)偏振，而中心結構支持兩個(gè)偏振。入射光將根據偏振，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(gè)結構的模式，以減少反射[1]。不同的結構必須具有某些共同的性質(zhì)，如間距和包層原子。在每個(gè)結構的纖芯內都有大小和形狀自由選擇的孔。
圖1：各類(lèi)型芯徑的磁場(chǎng)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(gè)不同核的模態(tài)指數，記錄在表1中。這些結果與[1]中的結果非常一致，三個(gè)結構的模態(tài)指數都為1.31043。
表1單核結構的模態(tài)指數
圖2:：上層結構偶數模y偏振的磁場(chǎng)分布
圖3:：上層結構偶模x極化的磁場(chǎng)分布
把這三個(gè)纖芯放在一起形成一個(gè)上層結構，會(huì )生成一個(gè)支持兩種偏振的波導結構，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(cháng)度為：
其中neven和nodd是偶模和奇模的模態(tài)指數[1]。OptiMODE計算的耦合長(cháng)度與參考文獻[1]中表2的耦合長(cháng)度進(jìn)行了比較。
表2：偏振分束器的耦合長(cháng)度
通過(guò)仿真結果結果驗證了OptiMode下的VFEM模態(tài)求解器可以準確地設計和仿真多孔光纖結構。
參考文獻
[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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