فیبرهای کریستالی Photonic (PCF) فیبرهای نوری تخصصی با یک ساختار میکرو دوره ای هستند که نور را هدایت می کند. محاسبه پروفایل های حالت در این فیبرها برای درک خواص هدایت کننده و بهینه سازی طراحی آنها ضروری است.این مقاله یک رویکرد گام به گام برای تعیین پروفایل های حالت در PCFs فراهم می کند.

درک ساختار فیبرهای کریستالی Photonic

PCF ها شامل یک هسته جامد یا توخالی است که توسط یک آرایش دوره ای از سوراخ های هوایی یا سایر مواد احاطه شده است.ساختار میکرو یک باند فوتونیک ایجاد می کند یا شاخص موثر انکساری را اصلاح می کند، مکانیسم های راهنمای منحصر به فرد را قادر می سازد تا هندسه فیبر و خواص مواد اولین گام در محاسبه حالت است.

مدل سازی پروفایل های پالایش کننده فیبر

مدل سازی دقیق توزیع شاخص های انکساری بسیار مهم است.به طور معمول، این شامل تعریف یک نمایه مقطعی دو بعدی است که سوراخ های هوایی دوره ای و روش های عددی را شامل می شود، مانند روش عنصر محدود (FEM) یا گسترش موج، برای دیسک کردن این پروفایل برای تجزیه و تحلیل استفاده می شود.

استفاده از روش های عددی برای پیدا کردن پروفایل های حالت

با استفاده از مدل دیسک، معادله موج را حل کنید تا eigenmodes را پیدا کنید.این فرایند شامل تنظیم شرایط مرزی و محاسبات eigenvalues و eigenvectors است که مربوط به ثابت های انتشار و توزیع های میدانی است.

تفسیر و اعتبار نتایج

هنگامی که پروفایل های حالت به دست می آیند، تجزیه و تحلیل توزیع شدت و سلول خود را می توان با مقایسه نتایج با داده های تجربی یا تقریب تحلیلی انجام داد. تعدیلات به مدل ممکن است برای بهبود دقت لازم باشد.