基于comsol軟件的三維單模光纖模擬


首先先建立三維光纖結構模型:如下所示,現在xy工作平面制作三個同心圓心,然后再Z平面通過延展拉伸的方式并在最后構建成聯合體構建而成。

基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖1基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖2

隨后配置各個區域的材料參數及特性,在這里就不詳細論述了,可從材料庫中自動鏈接,值得一提的是要在空氣層外部設置一層PML(完美匹配層)隨后在研究領域中選擇電磁波頻域,在這里我們定義如下:(理想電導體、初始條件、以及在入射和出射分別設置兩個端口作為光源入射端和出射端,并且設置好相應的邊界和光源入射條件),進一步地進行網格化分。效果如下所示(分別用用戶自定義大小網格和四面體自由網格組成)

基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖3

基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖4基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖5

在研究部分中配置如下(兩個端口則需要配置兩個邊界模式分析條件,并根據入射光纖有效模式折射率轉換為相應所需要檢測的頻率用以模擬監測):

基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖6

結果后處理:

基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖7

在結果分析中,我們設定好三維截圖面(本例中選擇XZ面)進行多切割視角(本例切割為3)隨后選擇表面并錄入電磁場電場模的表達式以構建圖,如需進行立體呈現的話,則在多切割表面菜單下勾選變形即可實現立體的呈現視覺效果。

   另外地如果我們對光纖的橫截面中用以為三維截線繪制,并且在結果部分中選擇一維繪圖組,即可得到橫截面處光纖模式光場的電場幅度值。如下圖所示(在本案例中選擇的是計算出來的光纖基模,因此其關于徑向呈高斯函數分布)

基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖8

基于comsol軟件的三維單模光纖模擬的圖9

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