布拉格光柵濾波器的案例
基于Lumerical構建布拉格光柵濾波器
本教程基于Lumerical FDTD模塊，闡述如何構建布拉格光柵濾波器，實現特定波段的光波的導通或截止，并計算濾波器帶寬。
一、建立布拉格光柵波導結構
二、設置FDTD計算區域
根據光柵尺度調整FDTD區域大小。
**著重關注上圖FDTD計算邊界的定義，由于驗證傳播方向兩側對稱，可以設置Y軸方向對稱邊界條件，節省仿真時間。將方框中√去掉。將PML設置類型下拉框選擇為第一類型。
三、添加模式光源
重點關注紅色框中的光源設置。根據結構和光源傳播方向設置注入模式光源的方向和模式類別。這里以基礎TE模式為例。注意右側可以提前描繪模式光的場圖，確認場信息。
四、添加透射率反射率監控板和時間監控點。
注意時間監控點分布在光柵首末位置，分別監控流入流出的場強。
五、添加Q因子解析組
利用腳本語言編輯各監控板和監控點監測到的數據根據物理模型計算濾波器的帶寬，震蕩周期，反射譜線，透射譜線等。
六、結果可視化輸出
光源波包
各共振模式震蕩周期圖
濾波器帶寬
反射譜
總結：以上闡述了基于Lumerical軟件FDTD模塊計算典型布拉格光柵濾波器的創建和仿真。利用Q因子腳本語言處理各監控板和監控點仿真得到的場數據，可以實現測量該濾波器的帶寬大小，和透射反射譜線等。該方法為光柵濾波器和光纖濾波器研究工作者提供了便捷的途徑。
最后，有相關需求歡迎通過微信公眾號聯系我們。
320科技工作室致力于仿真、編程領域，持續為客戶創造價值。
展開 OptiSystem：FBG濾波仿真
FBG（光纖布拉格光柵）是在光纖內形成一種空間周期性折射率分布的光纖，其作用在于改變或控制光在該區域的傳播行為與方式。光纖光柵是一種新型的光無源器件，具有制作簡單、造價低、穩定性好、體積小、抗電磁干擾、使用靈活、并易于同光纖系統兼容集成等諸多優點，所以近年來光纖光柵在光通信、光纖激光器和光纖傳感器等領域的應用越來越受到人們的重視，取得了令人矚目的成就。
1.建模任務
本案例演示了均勻光纖布拉格光柵組件在OptiSystem中作為濾波器的應用。本案例有兩種項目布局。在第一種布局中，使用了白色光源。在第二種布局下，使用了高斯脈沖。
2.白光光源下的FBG濾波器
下圖所示為光路圖。
初始的頻譜如下圖。
接下來我們對布拉格光柵的主選項卡中的反射率進行掃描，如圖。
因為反射率與耦合長度和光柵長度的乘積有關，所以這種掃描對應于耦合長度和/或光柵長度的變化。相應反射光譜的比較如下圖所示
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵反射光譜
透射光譜如下圖。
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵透射光譜
3.高斯脈沖下的FBG濾波器
高斯脈沖光學系統中均勻光纖布拉格光柵濾波器的光路如下圖。
我們對高斯脈沖的半高全寬（寬度）進行掃描，設置其寬度為0.005、0.05和0.5，如圖。
初始高斯脈沖的頻譜如圖
高斯脈沖的初始頻譜，寬度為0.5和0.05（分別為12.5ps和1.25ps）
獲得的反射光譜如圖所示。
反射光譜，寬度為0.5和0.05（分別為12.5ps和1.25ps）
獲得的透射光譜如圖所示。
展開 技術鄰周報Q14：時程分析/ABAQUS/動力系統/Fluent/沖壓分析/振動噪聲/LS-DYNA/氣動分析...
5、基于Lumerical構建布拉格光柵濾波器
作者：
320科技工作室
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820638
本教程基于Lumerical FDTD模塊，闡述如何構建布拉格光柵濾波器，實現特定波段的光波的導通或截止，并計算濾波器帶寬。
6、Hypermesh-Lsdyna卷收器模型建立
作者：鯨魚和月亮
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1821527
卷收器是汽車安全帶的核心組件，占安全帶總成成本的60%-95%。其最基本的功能就是回收安全帶，起到預緊作用，鎖止安全帶拉出。高級功能有緊急預緊和限力。
7、ANSA中的常用設置
作者：
CAE備忘錄
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820786
今天我要說的是Tools->Settings中的常用設置。
8、基于LS-DYNA的雙層板料沖壓分析
作者：
王毅
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820946
隨著生活水平的提高和行業的發展，現在的一些廚具行業、汽車、航空航天等領域開始使用鋼鋁或者銅鋁等符合材料，即上下兩層或者多層，不同性質的金屬材料復合在一起，進行沖壓一體成型。
展開 [Optiwave] OptiSystem應用：FBG濾波仿真
FBG（光纖布拉格光柵）是在光纖內形成一種空間周期性折射率分布的光纖，其作用在于改變或控制光在該區域的傳播行為與方式。光纖光柵是一種新型的光無源器件，具有制作簡單、造價低、穩定性好、體積小、抗電磁干擾、使用靈活、并易于同光纖系統兼容集成等諸多優點，所以近年來光纖光柵在光通信、光纖激光器和光纖傳感器等領域的應用越來越受到人們的重視，取得了令人矚目的成就。
1. 建模任務
本案例演示了均勻光纖布拉格光柵組件在OptiSystem中作為濾波器的應用。本案例有兩種項目布局。在第一種布局中，使用了白色光源。在第二種布局下，使用了高斯脈沖。
2. 白光光源下的FBG濾波器
下圖所示為光路圖。
初始的頻譜如下圖。
接下來我們對布拉格光柵的主選項卡中的反射率進行掃描，如圖。
因為反射率與耦合長度和光柵長度的乘積有關，所以這種掃描對應于耦合長度和/或光柵長度的變化。相應反射光譜的比較如下圖所示。
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵反射光譜
透射光譜如下圖。
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵透射光譜
3. 高斯脈沖下的FBG濾波器
高斯脈沖光學系統中均勻光纖布拉格光柵濾波器的光路如下圖。
我們對高斯脈沖的半高全寬（寬度）進行掃描，設置其寬度為0.005、0.05和0.5，如圖。
初始高斯脈沖的頻譜如圖
高斯脈沖的初始頻譜，寬度為0.5和0.05（分別為12.5ps和1.25ps）
獲得的反射光譜如圖所示。
反射光譜，寬度為0.5和0.05（分別為12.5ps和1.25ps）
獲得的透射光譜如圖所示。
展開 
OptiSystem應用：FBG濾波仿真
FBG（光纖布拉格光柵）是在光纖內形成一種空間周期性折射率分布的光纖，其作用在于改變或控制光在該區域的傳播行為與方式。光纖光柵是一種新型的光無源器件，具有制作簡單、造價低、穩定性好、體積小、抗電磁干擾、使用靈活、并易于同光纖系統兼容集成等諸多優點，所以近年來光纖光柵在光通信、光纖激光器和光纖傳感器等領域的應用越來越受到人們的重視，取得了令人矚目的成就。
1. 建模任務
本案例演示了均勻光纖布拉格光柵組件在OptiSystem中作為濾波器的應用。本案例有兩種項目布局。在第一種布局中，使用了白色光源。在第二種布局下，使用了高斯脈沖。
2. 白光光源下的FBG濾波器
下圖所示為光路圖。
初始的頻譜如下圖。
接下來我們對布拉格光柵的主選項卡中的反射率進行掃描，如圖。
因為反射率與耦合長度和光柵長度的乘積有關，所以這種掃描對應于耦合長度和/或光柵長度的變化。相應反射光譜的比較如下圖所示。
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵反射光譜
透射光譜如下圖。
0.19和0.59反射率的均勻布拉格光柵透射光譜
3. 高斯脈沖下的FBG濾波器
高斯脈沖光學系統中均勻光纖布拉格光柵濾波器的光路如下圖。
展開 Ansys Lumerical | 光纖布拉格光柵溫度傳感器的仿真模擬
說明
該示例演示了一種基于光纖布拉格光柵（FBG）的溫度傳感器，因為光纖折射率會隨溫度而變化，導致其布拉格波長發生偏移，所以可以被用作溫度的測量。（聯系我們獲取文章附件）
綜述
在本示例中要考慮的光纖布拉格光柵（FBG）由具有交替折射率和恒定周期性的纖芯制成。眾所周知，沿著光纖主軸的折射率變化可以在布拉格波長（λ_Bragg）下引起反向傳播模式的耦合，由以下方程給出:
其中n_eff是布拉格波長下光纖基模的有效折射率，Λ是光柵的周期。均勻的FBG在布拉格波長下起到波長選擇鏡的作用。在沿著光纖軸的每個折射率不連續處，都會發生微弱的菲涅耳反射。當來自界面的所有反射累積時，光柵在布拉格波長周圍產生一個明顯由旁瓣包圍的反射帶。
上述方程可以擴展為包括溫度（T）對折射率的影響，從而包括布拉格波長：
運行和結果
步驟1:FDE-計算光柵所需的周期和溫度相關有效折射率neff
我們首先使用FDE求解器獲得目標波長下光柵的有效折射率，并計算光柵的所需周期(Λ)。我們計算高折射率區域和低折射率區域的 neff，并將其的平均值作為設計的起點。
此案例中光纖由n=1.4725/1.4728（L/H）和R=4.8μm的纖芯和n=1.466和R=62μm的包層組成。使用腳本添加 FDE求解器，并在室溫下為光柵中的兩個不同位置（高折射率區域和低折射率區域）運行模擬。有效折射率的平均值用于表示光柵的總折射率，并用于估計所需的光柵周期。本例中所考慮的基模的場分布如下所示。正如預期的那樣，該模式被很好地限制在光纖的核心區域。
展開 Lumerical光纖布拉格光柵溫度傳感器的仿真模擬
01
說明
該示例演示了一種基于光纖布拉格光柵（FBG）的溫度傳感器，因為光纖折射率會隨溫度而變化，導致其布拉格波長發生偏移，所以可以被用作溫度的測量。
02
綜述
在本示例中要考慮的光纖布拉格光柵（FBG）由具有交替折射率和恒定周期性的纖芯制成。眾所周知，沿著光纖主軸的折射率變化可以在布拉格波長（λ_Bragg）下引起反向傳播模式的耦合，由以下方程給出：
其中n_eff是布拉格波長下光纖基模的有效折射率，Λ是光柵的周期。均勻的FBG在布拉格波長下起到波長選擇鏡的作用。在沿著光纖軸的每個折射率不連續處，都會發生微弱的菲涅耳反射。當來自界面的所有反射累積時，光柵在布拉格波長周圍產生一個明顯由旁瓣包圍的反射帶。
上述方程可以擴展為包括溫度（T）對折射率的影響，從而包括布拉格波長：
其中，α和η分別代表光柵材料的熱膨脹系數和熱光系數。溫度的變化(ΔT)導致纖芯和包層的折射率變化，變化量由η值決定(通常為)，最終導致布拉格波長偏移。光纖的膨脹也會導致布拉格波長的偏移。然而，我們通常會忽略后一種效應，因為（通常為）是小于η的一個數量級。我們采用了η的二階依賴性，因為它已經被證明比線性模型更準確，尤其是在400℃以上的溫度下。
展開 布拉格光柵傳感器在土木工程中的應用
elecfans.com-布拉格光柵傳感器在土木工程中的應用.pdf
闡述了布拉格光柵傳感去的基本原理及其監測系統的基本構造，對其在土木工程中的應用作了較為詳細的闡述，探討可其應用土木工程結構中遇到的一些問題及響應的解決方法。
網絡課程 | 5月18日添加布拉格光柵傳感器到經典數據采集系統
官網：
<HBM應變片：應力測試測量首選>
<HBM稱重傳感器：稱重精度，久經驗證>
<HBM力傳感器： 應變和壓電兩種測量技術>
<HBM扭矩傳感器和轉矩傳感器>
<電功率測試 - 從部件到車輛能源管理>
<數據采集系統與設備>
您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
郵箱：hbmchina@hbm.com.cn
官網：https://www.hbm.com/cn/
電話：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）
展開 [NEWSLETTER] 用體光柵作角度濾波器
體光柵由于其高光譜靈敏性和角度靈敏度，可以設計成光譜濾波器或角度濾波器。根據K.Bang等人的工作，我們在VirtualLab Fusion中構造了這樣的體光柵，并分析了它們的角度響應。與傳統的采用4-f系統的空間濾波相比，體光柵可以緊湊地集成在復雜的系統中。作為一個例子，我們用一個體光柵來抑制DOE的高階衍射，并證明了這種抑制效果。
抑制高階衍射的角濾波體光柵
我們構造了一個角濾波體光柵，并將其應用于一個系統中，以抑制來自分束器DOE不需要的高階衍射。
光學系統中光柵的建?！獙嵗懻? 通過典型的例子，我們解釋了如何在系統中建立光柵模型，并討論了諸如光柵排列、光柵級次選擇和角度響應設置等問題。
For more information send a message to: support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 用體光柵作角度濾波器
體光柵由于其高光譜靈敏性和角度靈敏度，可以設計成光譜濾波器或角度濾波器。根據K.Bang等人的工作，我們在VirtualLab Fusion中構造了這樣的體光柵，并分析了它們的角度響應。與傳統的采用4-f系統的空間濾波相比，體光柵可以緊湊地集成在復雜的系統中。作為一個例子，我們用一個體光柵來抑制DOE的高階衍射，并證明了這種抑制效果。
抑制高階衍射的角濾波體光柵
我們構造了一個角濾波體光柵，并將其應用于一個系統中，以抑制來自分束器DOE不需要的高階衍射。
光學系統中光柵的建模——實例討論
\ 通過典型的例子，我們解釋了如何在系統中建立光柵模型，并討論了諸如光柵排列、光柵級次選擇和角度響應設置等問題。
For more information send a message to: support@infotek.com.cn / support@infocrops.comInternet: http://www.infotek.com.cn / http://www.honglun-seminary.com
展開 
OptiSystem與OptiGrating的聯合使用：光纖布拉格光柵在OCDMA中的應用
圖5.導出OptiGrating中的FBG
二、在OptiSystem中導入均勻光纖光柵到OptiGrating component
為了在OptiSystem中調用設計，只需在布局中拖動一個“OptiGrating component”，并選擇生成的“*.txt”文件路徑（圖6）。這將自動導出在OptiGrating中設計的FBG的傳遞函數到“OptiGrating component”。在案例中，我們將設計的FBG應用于OCDMA網絡。
圖6.OptiGrating Component設置
下圖為OptiSystem中OCDMA系統的布局圖。我們模擬了一個基于3用戶光纖布拉格光柵（FBG）的200 Mbit/s的OCDMA網絡。均勻FBG采用修正二次同余(MCQ)碼實現頻譜振幅編碼。
圖7.OCDMA系統布局
該信號是NRZ PRBS數據使用馬赫-曾德調制器調制非相干光源而產生的。光鏈路是10km的單模光纖。接收機包括兩個光譜濾波器和兩個光電探測器，通過低通濾波器和誤碼率分析儀執行解碼。在本實驗中，用戶1和用戶2為ON，用戶3為OFF。接下來的兩個圖展示了用戶1和用戶2的編碼數據的頻譜。
圖8.用戶1和用戶2的編碼數據譜
以下是用戶1和用戶2的眼圖。使用OptiSystem，您可以通過增加用戶、使用不同的OCDMA編碼方案、調制格式或增加傳播長度來分析該系統的性能。
圖9.用戶1和用戶2傳播10公里后的眼圖
展開 OptiGrating應用：光纖布拉格光柵
在本次案例中，您將學習如何設計具有啁啾和切趾的光纖布拉格光柵。這種光柵可用于光纖色散補償。
步驟1
首先新建一個項目。然后，選擇五個可用模塊中的一個來使用: Single Fiber, Fiber Coupler, Single Waveguide, Waveguide Coupler, 和Other Waveguide。
選擇Single Fiber：
1.File > New
2.在“New”對話框中，單擊“Single Fiber”選項
我們將模擬如圖1所示的二維光柵布局。
步驟2
接下來，您將為單個光纖定義某些參數。在“Single Fiber”對話框中，您可以設置以下特性: Index Profile, Photosensitivity Profile, Number Of Points In Mesh, Central Wavelength等。
打開“Single Fiber”對話框：
1.在工程窗口，點擊Fiber/Waveguide Parameters按鈕
系統彈出“Single Fiber”對話框
注意:本案例您將使用默認參數，因此不必更改任何預定義選項。
2.點擊OK關閉“Single Fiber”對話框
步驟3
在這一步中，您將訪問列表中的光纖/波導結構的計算模式。你使用的光纖是單模光纖。
打開列表中的計算模式：
1.在菜單的“Parameters”中單擊“Mode …”。
2.Input Amplitude設置為1，Phase設置為0。
3.單擊OK按鈕。
注意:如果您選擇使用單光纖模塊或單波導模塊，您將看到在對話框中只有一個模式列表。如果您正在使用其他模式，您將看到對話框中有兩個可用的列表。
展開 OptiGrating應用：光纖布拉格光柵
在本次案例中，您將學習如何設計具有啁啾和切趾的光纖布拉格光柵。這種光柵可用于光纖色散補償。
步驟1
首先新建一個項目。然后，選擇五個可用模塊中的一個來使用: Single Fiber, Fiber Coupler, Single Waveguide, Waveguide Coupler, 和Other Waveguide。
選擇Single Fiber：
1.File > New
2.在“New”對話框中，單擊“Single Fiber”選項
我們將模擬如圖1所示的二維光柵布局。
步驟2
接下來，您將為單個光纖定義某些參數。在“Single Fiber”對話框中，您可以設置以下特性: Index Profile, Photosensitivity Profile, Number Of Points In Mesh, Central Wavelength等。
打開“Single Fiber”對話框：
1.在工程窗口，點擊Fiber/Waveguide Parameters按鈕
系統彈出“Single Fiber”對話框
注意:本案例您將使用默認參數，因此不必更改任何預定義選項。
2.點擊OK關閉“Single Fiber”對話框
步驟3
在這一步中，您將訪問列表中的光纖/波導結構的計算模式。你使用的光纖是單模光纖。
打開列表中的計算模式：
1.在菜單的“Parameters”中單擊“Mode …”。
2.Input Amplitude設置為1，Phase設置為0。
3.單擊OK按鈕。
注意:如果您選擇使用單光纖模塊或單波導模塊，您將看到在對話框中只有一個模式列表。如果您正在使用其他模式，您將看到對話框中有兩個可用的列表。
展開 OptiSystem與OptiGrating的聯合使用：光纖布拉格光柵在OCDMA中的應用
圖5.導出OptiGrating中的FBG
二、在OptiSystem中導入均勻光纖光柵到OptiGrating component
為了在OptiSystem中調用設計，只需在布局中拖動一個“OptiGrating component”，并選擇生成的“*.txt”文件路徑（圖6）。這將自動導出在OptiGrating中設計的FBG的傳遞函數到“OptiGrating component”。在案例中，我們將設計的FBG應用于OCDMA網絡。
圖6.OptiGrating Component設置
下圖為OptiSystem中OCDMA系統的布局圖。我們模擬了一個基于3用戶光纖布拉格光柵（FBG）的200 Mbit/s的OCDMA網絡。均勻FBG采用修正二次同余(MCQ)碼實現頻譜振幅編碼。
圖7.OCDMA系統布局
該信號是NRZ PRBS數據使用馬赫-曾德調制器調制非相干光源而產生的。光鏈路是10km的單模光纖。接收機包括兩個光譜濾波器和兩個光電探測器，通過低通濾波器和誤碼率分析儀執行解碼。在本實驗中，用戶1和用戶2為ON，用戶3為OFF。接下來的兩個圖展示了用戶1和用戶2的編碼數據的頻譜。
圖8.用戶1和用戶2的編碼數據譜
以下是用戶1和用戶2的眼圖。使用OptiSystem，您可以通過增加用戶、使用不同的OCDMA編碼方案、調制格式或增加傳播長度來分析該系統的性能。
圖9.用戶1和用戶2傳播10公里后的眼圖
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