基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬

光纖光柵無論在光纖傳感領域還是光纖激光器方面被大量研究,那么如何在沒有進行實體實驗的情況下來進行光纖光柵的模擬呢,本案例主要利用光波導Rsoft仿真軟件對光纖光柵進行模擬分析研究。相信這種方法很實用哦。

仿真優點:操作簡便,相比與傳統的理論模擬分析更直觀且更容易調試結果。那么,該如何進行模擬分析呢,請跟隨我的腳步一起動手操作吧!

基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖1基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖2第一步:在這里我們使用的軟件為2018版Rsoft軟件建立光纖光柵模型,如圖所示,具體操作為:打開主界面    選擇beamprop模塊,在菜單欄里選擇     Ulity    grating mode

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基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖4

圖1中各物理參量含義:Grating Length:光柵長度;Structure Type:波導類型; Background Index:背景折射率Index difference:波導折射率與包層折射率之差

Waveguide Width:波導寬度(微米);Modulation Type:調制類型,包括折射率調

制和波導形狀調制;Modulation Depth:調制深度,即光柵的折射率最大變化值,用Δn表示。Grating Period:光柵周期Λ。Output Prefix:輸出文件名前綴,可以將此對話框生成的光柵結構存到所命名的文件中。

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基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖8基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖9基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖10

上圖為光纖光柵結構的具體形貌樣式,操作如下:

基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖11 第二步:詳細的參數配置:具體操作為:選擇紅色波導面    選擇tapers對光柵形貌進行配置。

? Phase:光柵初始相位;? Period:光柵周期(默認值為Period,即前面對話框所設的值)? Apodization Type:切趾類型(默認為均勻折射率分布,即非切趾光柵)

? Apodization Coefficient:切趾系數? Chirp Type:啁啾類型,默認為線性啁啾(L為光柵長度) ? Chirp Coefficient:啁啾系數,默認為0,即非啁啾光柵 ? Profile Type:單個光柵折射率分布形狀,可為正弦形、矩形。

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基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖14基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖15

第三步:選擇菜單中run,并選擇下一步

? Bragg Condition:? Fix Center Wavelength程序將自動調整光柵周期,使其反射峰中心波長為所設置的中心波長。? Fix Period: 程序將計算對應光柵周期下的光柵頻譜。? Grading Order:光柵衍射級次,上圖默認為一級。? Wavelength Range:需要分析(計算)的波長范圍(按初始默認設置):如只輸入一個參數,則計算以Bragg波長為中心、寬為此參數的波長范圍。(如輸入兩個參數a、b則表示分析范圍為a-b微米范圍內的光柵特性)。

特別地,我們可以對光珊的反射輸出光譜進行特殊表征說明。

? FWHM:半峰值寬度,顯示反射率下降為峰值的一半時反射譜的寬度。

? Peak Amplitude:反射率的最大值,即中心波長反射率。

? Peak Position:最大(峰值)反射率對應的波長值,即中心波長。

? Stop Band:截止帶寬,表示反射譜下降為0時兩點之間的帶寬。

? Left Side Lobe-Peak Amplitude:左邊第一個旁瓣對應的最大反射率,即旁瓣反射率。

? Inside of Band Defined byLevel(0-1or dB):計算反射譜的寬度,定義為當反射率下降到峰值反射率的一定值或分貝時兩點之間的寬度。

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基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖17

第四步:輸出結果, ? Output Prefix:將結果保存到文件中。

小貼士:上述案例模擬了FBG型光柵的反射光譜,通過調控光柵的結合參數可以得到不同參數結構下的反射光譜,如果我們想得到例如LPG長周期光柵的透射光譜時,可以采用將周期變長,并在輸出光分析部分選用transimisson進行研究分析,如下圖所示。

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基于Rsoft軟件光纖光柵的仿真模擬的圖19

結語:希望通過我的一個簡單案例介紹,讓大家對光柵的模擬分析有了一定的了解認識,結合理論知識并多多動手練習是學好仿真模擬的關鍵方式,萌新們加油!

最后,如果有光學的仿真模擬需求,可以通過微信公眾號找到我們喲~

微信公眾號:320科技工作室

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