Rsoft是一款優(yōu)秀的光學(xué)仿真軟件，里面集成了多個模塊，其中BPM模塊利用光束傳播法（Beam Propagation Method），能夠進(jìn)行多種類型光器件的仿真，比如分束器、光纖等。這次，利用該模塊展示如何開展光纖彎曲情況下的仿真分析。

初始設(shè)置如下：仿真工具為BeamPROP模塊，維度為3D，自由空間波長為1.55μm，3D結(jié)構(gòu)為光纖，因?yàn)?/span>考慮的是空氣情況，所以背景折射率設(shè)置為1。

圖1 初始化參數(shù)設(shè)置

初始化設(shè)置后，建立光纖結(jié)構(gòu)，對光纖的包層和纖芯特性進(jìn)行設(shè)置。由于Rsoft可以進(jìn)行符號化運(yùn)行，因此我們涉及到的參數(shù)設(shè)定都盡量用符號來表示，設(shè)置的符號變量如下：光纖纖芯直徑為10μm，折射率1.46，光纖包層直徑為125μm，折射率1.449，長度10cm，彎曲半徑為5mm。利用符號對光纖纖芯和包層的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，其中光纖的彎曲是通過等效彎曲實(shí)現(xiàn)的，具體參數(shù)設(shè)置如圖3所示。

圖2 符號變量列表

圖3 等效彎曲設(shè)置

設(shè)置完參數(shù)后，觀察其折射率分布，確認(rèn)折射率分布的合理性。由于此處采用了等效彎曲的方法，因此折射率分布不再是均勻的，如圖4所示。

圖4 折射率分布

然后，將纖芯設(shè)置為路徑，并對入射場進(jìn)行設(shè)置，入射位置為纖芯端面。需要注意的是，入射場的模式計(jì)算，默認(rèn)是按照背景折射率進(jìn)行計(jì)算，而實(shí)際上需要將其設(shè)置為包層的折射率。

圖5 （左）以背景折射率為基礎(chǔ)計(jì)算的模場分布；（右）以包層折射率為基礎(chǔ)計(jì)算的模場分布

設(shè)置光纖纖芯為監(jiān)測路徑，同樣注意折射率需要設(shè)置為包層折射率。

現(xiàn)在就可以用以分析光束在彎曲光纖中的傳輸情況。

圖6 光纖中的光場分布

構(gòu)建模型中有幾個需要注意的點(diǎn)如下：

            1 盡可能將變量設(shè)置為符號；

            2 自己設(shè)置的符號，盡可能用大寫字母開頭，同軟件內(nèi)置的符號區(qū)分開。

            3 由于BPM計(jì)算結(jié)果同折射率具有很大關(guān)系，所以要養(yǎng)成勤看折射率分布的習(xí)慣。

            4橫截面網(wǎng)格和光纖軸向的步長需要根據(jù)計(jì)算精度和計(jì)算速度進(jìn)行合適的選擇。

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