光子晶体光纤模拟.ppt

5.6光子晶体光纤及其模拟折射率引导型光子晶体光纤(修正的全内反射型)1典型结构(横截面图)a.极宽的单模工作范围模场分布图(带隙光纤)4制造原理二光子晶体光纤特性分析参数设置框维度及方向含义光子晶体光纤(XY面折射率周期性分布）Cubic矩形结构Hexagonal六角结构Cubicrings环形矩形结构Hexagonalrings环形六角结构L=0,M=3L=1,M=3L=2,M=3组合法创建复杂结构1.先创建基本单元(存为文件cell.ind)2将创建的基本结构作为基本单元最终结果：蜂窝结构随机化X坐标随机化2模式求解(a)稳定模式（b)假模(pseudomode)(5)矢量特性知识点:矢量类型选择矢量类型设置矢量设置矢量设置矢量设置例：标量、半矢量、全矢量法得到的模式解a标量解b半矢量解(TE极化-x偏振）c半矢量解(TM极化-y偏振）d全矢量解计算结果比较不同矢量类型下的误差曲线计算结果比较3举例[1]生成波导结构波导显示横截面折射率分布[2]修改相应参数2.空气孔直径width=height=Period*0.402.空气孔直径width、height[3]初始对话框参数调整计算工具选择为Beamprop[4]初始场设置场类型:初始场参数:计算结果更改模式求解方法为相关函数法相关函数法计算结果:修改波导长度L(1024微米5240微米)(b)二阶模(假模)损耗计算(2)高双折射光子晶体光纤的计算[1]模拟结构初始结构横截面图Ctrl+向上/向下键,获得中心一行空气柱定义变量width2=Period.8,设置与中心相邻的两个空气柱的直径为width2最终得到的波导结构计算X方向偏振模(TE极化)的有效折射率曲线修改相应的设置(偏振方式)扫描结果(有效折射率曲线)类似地，计算Y偏振（TM极化）模的有效折射率双折射计算参数扫描结果保存情况文件后缀后处理工具简介disperse---色散曲线计算mathmat---对数据文件执行数学计算数据：曲线绘制2通过文件生成b绘制图形c结果两条折射率曲线对比另一计算双折射方法依次输入以下命令3双芯光子晶体光纤耦合器模拟(1)结构设置需要设置的光纤结构原光纤结构空气孔参数空气孔波导参数中心区波导折射率中心波导参数调整调整前参数调整后参数调整后的波导结构(2)设置监视路径横截面分布图调整波导类型为非活动型纵向分布图横截面图路径与监视器设置(3)初始场设置初始场为Fibermode时的结果初始场为Gaussian(高斯)场时的结果计算过程模式场初始场设置TEmode计算结果(x-polarizedstate)TMmode计算结果(Y-polarizedstate)耦合长度对比显示：两偏振态的耦合长度对比4模拟实例─基于光子晶体光纤结构的模式转换器根据模式耦合理论，只有当两纤芯的模式有效折射率匹配（相等）才能实现模式间强的转换。宽带光纤模式转换器(三)基于双芯光子晶体光纤的光纤偏振器一、光纤偏振器原理及其应用领域二、双芯光子晶体光纤偏振分束器LorenzoRosa,FedericaPoli,MatteoForoni,etal.Opt.Letters2006,31(4):443三、设计思路及结构模型