基于Rsoft进行单模光纤的基模计算

2021年9月15日 2点热度 0条评论 来源: CAE320

  单模光纤就是在给定的工作波长上,只有主模式才能传播的光纤。它可以无中继的传输几十甚至数百公里,在陆地长途通信以及海底跨洋通信中具有不可替代的作用。单模光纤中基模的相位、偏振、振幅等参数对于各种外界物理量极为敏感,利用这种敏感特性可制成灵敏度极高的各种光纤传感器。本文利用BeamPROP软件对单模光纤的基模进行计算仿真。

 一。建立波导

    进入RSoft CAD-Layout,点击左上角的“New Circuit”按钮,新建仿真文件,波导的一些基本特性参数需要在此设定。3D Structure Type 设为 Fiber 。波导横截面的尺寸结构为 6um,芯层折射率为 1.465,包层折射率为 1.455(包层和芯层的折射率差为 0.01)。设定界面如下图所示:

点击BeamPROP窗口左边的mode,绘制相应形状的波导。鼠标左键,在任意另一处再单击左键,即可画出相应的波导。将鼠标移动至波导上(红色区域上) ,再单击鼠标右键,会弹出波导的设置菜单。通过设置变量可以方便的改变波导的位置以及大小。

要实现仿真结果,我们还需要设置光源的特性和观察的路径,还需要添加监视器观察输出特性。设置路径通过单击左侧工具栏中的“Edit Pathways”按钮。 单击后左侧工具栏会变成路径设置栏。点击“New”按钮,会新建一个路径,再左键点击我们画好的波导,使路径与波导相一致(此时波导会变绿色),如下图:

然后再点击“Monitors”按钮,会弹出一个小对话框,设置一个与路径相匹配的探测器。按照 下图提示设置完后, 点击对话框的“OK”按钮回到路径设置模式, 再点击左侧的“OK”按钮回到 画图模式。

再进行光源的设置。单击左侧工具栏中的“Edit Launch Field”按钮,如下图。 单击后会弹出输入光源的设置对话框。。如下图: 设置完成点击“OK”。至此,模拟环境已基本设置完毕。模拟前,需先将文件保存下来。

点击“Display Index Profile”可以观察光纤折射率的分布,如下图

 

使用Simulation得到仿真结果如图所示,左边的图代表光纤传播谱,Monitor蓝线代表各点相对入射功率的功率

 

点击“Compute Fundamental Mode”可查看

 

 

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    原文作者:CAE320
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