采用矢量有(yǒu)限元法
應用
無源光學
單偏振傳輸
偏振分束器(qì)
光子晶體(tǐ)光纖
偏振複用
色散控制(zhì)
綜述
設計(jì)了一種橢圓-纖芯-圓孔的多(duō)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(qì)可(kě)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，如下圖所示。
腳本系統生(shēng)成
優點：
矢量有(yǒu)限元法(VFEM)在計(jì)算(suàn)所有(yǒu)電(diàn)磁場(chǎng)分量和(hé)近似幾何方面具有(yǒu)極高(gāo)的精度，在光子晶體(tǐ)光纖中具有(yǒu)極其重要的意義
單軸完美匹配層（UPML）可(kě)用于查找洩漏模式。
三角形網格大(dà)小(xiǎo)可(kě)用于精确近似電(diàn)磁場(chǎng)和(hé)波導幾何形狀。
針對具有(yǒu)一定對稱性的模态，利用波導的對稱性，可(kě)以縮小(xiǎo)仿真域。
仿真描述
參考文獻[1]的目的是設計(jì)一個(gè)具有(yǒu)偏振分束器(qì)。分束器(qì)由3個(gè)分離的多(duō)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。入射光将根據偏振，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(shǎo)反射[1]。不同的結構必須具有(yǒu)某些(xiē)共同的性質，如間(jiān)距和(hé)包層原子。在每個(gè)結構的纖芯內(nèi)都有(yǒu)大(dà)小(xiǎo)和(hé)形狀自由選擇的孔。
圖1：各類型芯徑的磁場(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(jì)算(suàn)三個(gè)不同核的模态指數(shù)，記錄在表1中。這些(xiē)結果與[1]中的結果非常一緻，三個(gè)結構的模态指數(shù)都為(wèi)1.31043。
表1單核結構的模态指數(shù)
圖2:：上(shàng)層結構偶數(shù)模y偏振的磁場(chǎng)分布
圖3:：上(shàng)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(shàng)層結構，會(huì)生(shēng)成一個(gè)支持兩種偏振的波導結構，每一種偏振都有(yǒu)偶模和(hé)奇模解。偶模态解如圖2和(hé)圖3所示。耦合長度為(wèi)：
其中neven和(hé)nodd是偶模和(hé)奇模的模态指數(shù)[1]。OptiMODE計(jì)算(suàn)的耦合長度與參考文獻[1]中表2的耦合長度進行(xíng)了比較。
表2：偏振分束器(qì)的耦合長度
通(tōng)過仿真結果結果驗證了OptiMode下的VFEM模态求解器(qì)可(kě)以準确地設計(jì)和(hé)仿真多(duō)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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