基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用

Rsoft中的Fullwave仿真模塊可以更精確的仿真微小結構,按照建立模型,設置參數,監測能量,優化結構的思路對其進行仿真。圖1是在Fullwave模塊中建立的雙芯波導仿真模型。在模型中設置好折射率、光源、光路、監測器等便可以進行仿真。

基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用的圖1

圖1 雙芯波導建模圖

通過仿真得到如圖2所示的雙芯波導的縱向功率分布圖,波長為1310nm到1550nm的光源從波導的一個芯輸入,通過仿真可以看出雙芯波導的能量從一根耦合到另一根。從圖中可以得到1310nm光從一根波導輸出,1550nm的光從另一根波導輸出,這樣就可以實現光的波分復用。

基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用的圖2

基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用的圖3

基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用的圖4

基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用的圖5

圖2 縱向功率分布與對應數據圖

圖3是仿真中需要調節的參數,通過調節網格參數、仿真區域大小和仿真步長最后通過仿真可以得出頻譜圖,頻譜圖中Mon#8,Mon#9分別為兩根波導的輸出能量監視器,用來監測能量的變化。Mon#8,Mon#9的能量交替變化,符合雙芯能量耦合定律。從光譜圖中還可以更進一步可得到對比度,自由光譜范圍等信息,從而優化結構制備成波分復用器、耦合器、傳感器等光學器件。

最后可以在原有基礎上擴展更復雜的模型,同時可以對輸出頻譜圖數據進行處理得出波長與能量譜的關系。進一波可以研究波導自身的一些參數得到相對較優解。通過參數的分析可以得到最敏感的傳感器,同時也可為波分復用器件的研制提供思路。

基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用的圖6

圖3 仿真參數設置

基于Rsoft的Fullwave仿真模塊進行雙芯波導能量耦合與波分復用的圖7

圖4 頻譜圖


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