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摘要 自由空間光通信使用自由空間作為收發器之間的媒介，例如光纖。由于光束在自由空間的傳播距離較長，大氣湍流效應不容忽視。在這個用例中，我們復制了Zheng等人的實驗。Express 24（2016）]探索大氣湍流對自由空間光束與少模光纖之間耦合效率的影響。

摘要 自由空間光通信使用自由空間作為收發器之間的媒介，例如光纖。由于光束在自由空間的傳播距離較長，大氣湍流效應不容忽視。在這個用例中，我們復制了Zheng等人的實驗。Express 24（2016）]探索大氣湍流對自由空間光束與少模光纖之間耦合效率的影響。

引言要實現片上高效多模耦合器，如在一個少模光纖（FMF）中同時發射六個模式信道（LP01-x/y、LP11a-x/y和LP11b-x/y），目前是一個很大的挑戰，其主要障礙在于FMF和亞微米級硅光波導之間的巨大模式失配。

本期文章將介紹一種新型硅光芯片和FMF之間實現高效多模耦合的方案^[1]，該方案通過引入PLC作為中間體來實現，FMF中的每個模式信道被有效地耦合/解復用為硅光波導中的相應TE0或TM0模式，所述硅光子波導可以與芯片上的任何其他光子器件連接，諸如波長濾波器、光調制器或光電探測器，以實現光發射器/接收器。提出的多模耦合概念對下一代MDM系統的發展具有很大的前景。

大氣湍流下的少模光纖耦合 在這個案例中，我們重現了 Zheng 等人的實驗。[pt. Express 24 (2016)] 探討大氣湍流對自由空間光束與少模光纖耦合效率的影響.

角度和方向之間的關系描述如下 編程任務：定義導光條件 k域圖說明導光條件導模必須滿足導光條件，包括全內反射條件和傳播模條件 光柵是一種優良的耦合元件，因為在考慮光柵矢量G的情況下，FOV在k域中發生位移，進而可將導光條件推廣到 編程任務：計算周期范圍 k域圖說明導光條件

對于具有大 V 的階躍折射率光纖，在計算兩個偏振方向時，可以使用以下公式進行估算： 具有較少導模的光纖，例如 V 數在 3 到 10 之間的光纖，有時稱為少模光纖。 如果需要傳輸空間相干性差的光，則需要多模光纖。例如，典型的高功率激光二極管的輸出就是這種情況，例如二極管條。

這篇Blog介紹了 OpticStudio 中的原生體積全像模擬功能，該功能可以在考慮其物理特性的情況下，在序列模式下對全像光柵進行全面模擬和分析。在非序列模式下也透過使用 DLL 展示了相同的功能。這些分析對於設計用於虛擬實境 (VR) 和增強實境 (AR) 的抬頭顯示器 (HUD) 和頭戴型顯示器 (HMD) 等系統非常重要。我們將介紹模型中使用的理論和參數。

·如何找到最佳的工作距離，以達到最大的耦合效率？系統構建模塊-導入的鏡頭文件鏡頭系統，例如本應用中的耦合鏡頭，可以由用戶從頭開始設計，也可以從制造商提供的參數中導入。系統構建模塊-光纖效率探測器單模光纖耦合效率檢測器將效率計算為輸入場和光纖的（單）特征模的歸一化重疊積分。請注意，顧名思義，這種檢測器只適用于單模光纖。

VirtualLab Fusion技術 文檔信息拓展閱讀- 光纖耦合器中不同鏡頭的比較- 光纖耦合透鏡的參數化優化

大氣湍流下的少模光纖耦合 在這個案例中，我們重現了 Zheng 等人的實驗。 [pt. Express 24 (2016)] 探討大氣湍流對自由空間光束與少模光纖耦合效率的影響.

角度和方向之間的關系描述如下 編程任務：定義導光條件 k域圖說明導光條件導模必須滿足導光條件，包括全內反射條件和傳播模條件 光柵是一種優良的耦合元件，因為在考慮光柵矢量G的情況下，FOV在k域中發生位移，進而可將導光條件推廣到 編程任務：計算周期范圍 k域圖說明導光條件 在一維周期光柵的情況下，光柵矢量的一個分量變為零

這極大地簡化了前處理階段，而且，提供高質量的表面網 格。 對于 FSI 流-固耦合分析，求解器使用 ALE 方法進行網格移動。 在 FSI 模擬導致大位移的情況下，求解器可以自動重新網格化以保證可接受的網格質量。

MZI的一個臂設有電極，由于其下電光材料薄膜鈮酸鋰的存在，可以通過對電壓的調節在該臂上產生一個額外的相位偏移Δφ。兩個不同相位差的光信號進入2×2 MMI之后在多模區產生干涉。如圖2b和c所示，當兩個輸入光的相位差為π/2時光從上方的輸出通道輸出，當相位差為3π/2時光從下方的輸出通道輸出。而這兩個數值之外的相位差則使輸入光以一定的比例從上下兩個輸出通道同時輸出，如圖2d所示。

現如今，VirtualLab Fusion利用分配好的網絡處理基本的仿真任務。簡而言之:VirtualLab Fusion的用戶只需多點擊幾下鼠標，就能享受到分布式計算的強大功能。

如果想使用幾何光線來模擬多模光纖耦合，那么光纖的纖芯直徑至少要比波長大10倍以上，這樣纖芯可以支持很多很多的橫模。如果光纖是可以傳播二階或三階模的少模光纖，那我們必須使用物理光學來進行光纖耦合分析。在這篇文章中，“多模”定義為光纖支持太多種橫模了，以至于光纖可以被視為一個導光管。 當在物面上定義了一個具有確定尺寸和形狀的擴展光源后，幾何圖像分析可以生成任何表面的輻照度分布。

坡印廷矢量，顯示能量流的方向，在整個模式分布中始終平行于光纖軸。如果存在傳播損耗，例如由于光纖纖芯中的摻雜劑，模式會有所改變。波前現在可能會彎曲，表明徑向方向的能量流。（例如，如果我們只在纖芯吸收，能量必須從包層流向纖芯。但在大多數情況下，波前只有邊緣變形。）然后光功率沿傳播方向呈指數下降；傳播常數得到一個實部，減去幅度吸收系數。通常，導模的數量隨著波長變短而增加。

用于光導的二元光柵優化 利用VirtualLab Fusion中的嚴格傅里葉模方法(FMM)和optiSLang的遺傳算法，我們演示了一種用于光導耦合的二元光柵在理想視場(FOV)下的優化。

如果想使用幾何光線來模擬多模光纖耦合，那么光纖的纖芯直徑至少要比波長大10倍以上，這樣纖芯可以支持很多很多的橫模。如果光纖是可以傳播二階或三階模的少模光纖，那我們必須使用物理光學來進行光纖耦合分析。在這篇文章中，“多模”定義為光纖支持太多種橫模了，以至于光纖可以被視為一個導光管。當在物面上定義了一個具有確定尺寸和形狀的擴展光源后，幾何圖像分析可以生成任何表面的輻照度分布。

訊技光電科技（上海）有限公司的VirtualLab Fusion軟件為該項研究成果提供了設計及性能仿真。 研究背景 焦平面陣列（Focal Plane Array，FPA）作為一種重要的全固態光束掃描技術，通過光開關陣列控制光信號從不同位置處的光柵輻射器發射信號，經過置于其上的透鏡后產生一個和輻射器位置相關的偏轉角，從而在無可動部件的情況下實現光束掃描。